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2018 年度 実績報告書

衛星と現場観測による氷厚分布変動の監視および季節海氷域の海氷力学過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K00511
研究機関北海道大学

研究代表者

豊田 威信  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (80312411)

研究分担者 三寺 史夫  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20360943)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード季節海氷域 / 海氷力学過程 / リモートセンシング / レオロジー / 気候変動 / 氷盤分布 / 数値海氷モデル / 海氷ー波相互作用
研究実績の概要

本年度は研究計画に基づき、1.衛星画像を用いた解析、2.ドローンによる氷盤分布の観測、3.海氷力学過程の検証に取り組んだ。
1.について、初年度に導出したPALSARから変形氷の分布を抽出するアルゴリズムの検証を行うため、後継機であるPALSAR-2画像の解析に取り組んだ。PALSAR-2はPALSARと性能はほぼ同じで、入射角幅の拡張により回帰周期が短縮されたこと、広域モードにHV偏波が追加されたことにより、変形氷の特性把握が有利になることが期待される。そこでオホーツク海で毎年2月に実施している航海観測データを基に、2016~2018年の航海期間中の画像を購入して解析と検証を行った。その結果、アルゴリズムの有用性は確認された一方、海氷表面の凹凸のみならず氷盤の大きさも後方散乱係数に有意に寄与すること、この特性はHH偏波よりもHV偏波でより強いこと、従ってHH偏波とHV偏波の組み合わせにより変形氷がより正確に検出できる可能性などが示された。これらの解析結果については現在論文執筆中である。2.について、実施したオホーツク海ではいずれも比較的大きな氷盤かニラスが卓越しており、想定していた数m以下の小さな氷盤が卓越する海域ではなかったものの、大きな氷盤も数m規模の氷盤の集合体であることなどが観察されて、海氷力学過程の理解に有用なデータを取得できた。3.について、海氷の変形過程に直接関与する数km規模の海氷速度分布をMODIS衛星画像から求める手法を開発した。また、2019~20年に北極海の海氷厚や海氷力学過程に焦点を当てた観測が計画されており、本研究の成果を基に観測計画に直接関わることができた。
以上、本年度は衛星画像の解析が中心となったが、変形氷を検出する手法の検証や北極海の国際共同観測の実施に向けての準備など、今後力学過程を解明するための基盤を整えられたと考えている。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Grease ice observations in the southern Sea of Okhotsk with P/V Soya2019

    • 著者名/発表者名
      Ito, M., T. Toyota, J. Nishioka, D. Nomura, N. Kanna, K. Murakami, and K.I. Ohshima
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans 2019

      巻: 34 ページ: 247-250

  • [雑誌論文] Application of ALOS-2/PALSAR-2 for detecting deformed sea ice area in the Sea of Okhotsk2019

    • 著者名/発表者名
      Toyota, T., and J. Ishiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans 2019

      巻: 34 ページ: 279-282

  • [雑誌論文] Observation of multi-year ice distribution using the satellite microwave data2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura, N., K. Tateyama, H. Yamaguchi, and H. Hasumi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans 2019

      巻: 34 ページ: 283-284

  • [雑誌論文] High resolution sea ice motion analysis with MODIS data in the western Arctic region2019

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi, S., N. Kimura, M. Itoh, Y. Fukamachi, T. Kikuchi, and H. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans 2019

      巻: 34 ページ: 291-294

  • [雑誌論文] Winter iron supply processes fueling spring phytoplankton growth in a sub-polar marginal sea, the Sea of Okhotsk: Importance of sea ice and the East Sakhalin Current2018

    • 著者名/発表者名
      Kanna, N., Y. Sibano, T. Toyota, and J. Nishioka
    • 雑誌名

      Marine Chemistry

      巻: 206 ページ: 109-120

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2018.08.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of sea-ice thickness and volume in the Sea of Okhotsk based on ICESat data2018

    • 著者名/発表者名
      Nihashi, S., N.T. Kurtz, T. Markus, K.I. Ohshima, K. Tateyama, and T. Toyota
    • 雑誌名

      Annals of Glaciology

      巻: 59 ページ: 101-111

    • DOI

      10.1017/aog.2018.8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of a Quasi-Stationary Jet along the Subarctic Front in the North Pacific Ocean (the Western Isoguchi Jet): An Ideal Two-layer Model2018

    • 著者名/発表者名
      Miyama T., H. Mitsudera, H. Nishigaki, and R. Furue
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 48 ページ: 807-830

    • DOI

      10.1175/jpo-d-17-0086.1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 海氷の結晶成長の特徴2019

    • 著者名/発表者名
      豊田威信
    • 学会等名
      低温科学研究所 共同研究集会「結晶表面・界面で の相転移ダイナミクスに関するその場観察および理論」
  • [学会発表] Application of ALOS-2/PALSAR-2 for detecting deformed sea ice area in the Sea of Okhotsk -Toward understanding ice deformation processes-2019

    • 著者名/発表者名
      Toyota, T. and J. Ishiyama
    • 学会等名
      The 34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] Grease ice observations in the southern Sea of Okhotsk with P/V Soya2019

    • 著者名/発表者名
      Ito M., T. Toyota, J. Nishioka, D. Nomura, N. Kanna, K. Murakami, and K.I. Ohshima
    • 学会等名
      The 34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] Retrieval of deformed sea ice area in the southern Sea of Okhotsk using satellite L-band SAR images2019

    • 著者名/発表者名
      Toyota, T. and J. Ishiyama
    • 学会等名
      2019 Living Planet Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of multi-year ice distribution using the satellite microwave data2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura, N., K. Tateyama, H. Yamaguchi, and H. Hasumi
    • 学会等名
      The 34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] High resolution sea ice motion analysis with MODIS data in the western Arctic region2019

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi, S., N. Kimura, M. Itoh, Y. Fukamachi, T. Kikuchi, and H. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] An examination of the sea ice rheology for the seasonal ice zones, based on ice drift and thickness observations2018

    • 著者名/発表者名
      Toyota, T., and N. Kimura
    • 学会等名
      MOSAiC Science Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Retrieval of deformed sea ice area in the southern Sea of Okhotsk using satellite L-band SAR images2018

    • 著者名/発表者名
      Toyota, T. and J. Ishiyama
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical frontogenesis in the transitional regions between the subtropical and the subpolar gyres2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H.
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 招待講演
  • [学会発表] 近年の北極海氷動態の変化2018

    • 著者名/発表者名
      木村詞明、前田健、山口一、羽角博康
    • 学会等名
      2018年度日本気象学会秋季大会

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公開日: 2019-12-27  

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