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2019 年度 実績報告書

ポリニヤを起点とする熱塩/物質循環

研究課題

研究課題/領域番号 17H01157
研究機関北海道大学

研究代表者

大島 慶一郎  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (30185251)

研究分担者 深町 康  北海道大学, 北極域研究センター, 教授 (20250508)
平野 大輔  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (30790977)
二橋 創平  苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (50396321)
青木 茂  北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
西岡 純  北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (90371533)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード海氷生成 / 気候変動 / 中深層水 / 海洋物理 / 人工衛星 / 沿岸ポリニヤ / フラジルアイス / 物質循環
研究実績の概要

過去に蓄積された、北極海、南極海、オホーツク海の3海域のポリニヤ内での係留系データ、特にADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)の散乱強度データの解析から、大気からの冷却が強い場合、最大水深100m以上に及ぶ海中でのフラジルアイス生成が起こることが示され、フラジルアイス生成による効率的な海氷生産過程が沿岸ポリニヤで共通して起こりうる現象であることが示された。さらに、流れが強い場合は、海底堆積物の巻き上がりが起こり、それによって海氷内に鉄等の堆積物が取り込まれ(suspension freezing)、物質循環に重要な役割を果たすことも示唆された。係留系観測も継続して行われ、北極海のチュクチ海沿岸ポリニヤでは2系、南極海のケープダンレーポリニヤ内とその沖の底層水の通り道では、ADCPや時系列採水器が付いた計3系の係留系を回収することに成功した。一方、これら係留系データを検証データに用いて、全球に汎用できる、衛星マイクロ波データAMSRによる海氷タイプ・薄氷厚アルゴリズムを開発した。これにより全球の海氷生産量をより高精度に推定することが可能となる。ポリニヤで生成される中深層水の起源となる高密度水に関しては、オホーツク海で蓄積された計30個のフロート等による温度・塩分・溶存酸素データを中心に解析を行った。オホーツク海及びその下流域である親潮域の中層水に対して、その季節変動や18.6年の潮汐周期変動を抽出し、それを取り除いたポリニヤ変動を起源とする中層水の変動(海氷生成減少により低温の高密度水が減少していること)を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] トゥーリア大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      トゥーリア大学
  • [国際共同研究] タスマニア大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      タスマニア大学
  • [国際共同研究] ワシントン大学/アラスカ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ワシントン大学/アラスカ大学
  • [雑誌論文] Sea Ice Observation With Oceanographic HF Radar2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang W., Ebuchi N., Fukamachi Y., Cheng F., Ohshima K. I., Emery B., Toyota T., Abe H., Shirasawa K.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 58 ページ: 378~390

    • DOI

      10.1109/TGRS.2019.2936576

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observational evidence of supercooling and frazil ice formation throughout the water column in a coastal polynya in the Sea of Okhotsk2020

    • 著者名/発表者名
      Ito M., Fukamachi Y., Ohshima K. I., Shirasawa K.
    • 雑誌名

      Continental Shelf Research

      巻: 196 ページ: 104072~104072

    • DOI

      10.1016/j.csr.2020.104072

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size fractionation and bioavailability of iron released from melting sea ice in a subpolar marginal sea2020

    • 著者名/発表者名
      Kanna N., Lannuzel D., van der Merwe P., Nishioka J.
    • 雑誌名

      Marine Chemistry

      巻: 221 ページ: 103774~103774

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2020.103774

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Landfast ice controls on sea-ice production in the Cape Darnley Polynya: A case study2019

    • 著者名/発表者名
      Fraser A. D., Ohshima K. I., Nihashi S., Massom R. A., Tamura T., Nakata K., Williams G. D., Carpentier S., Willmes S.
    • 雑誌名

      Remote Sensing of Environment

      巻: 233 ページ: 111315~111315

    • DOI

      10.1016/j.rse.2019.111315

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of AMSR-E Thin Ice Thickness Algorithm from a Mooring-Based Observation: How Can the Satellite Observe a Sea Ice Field with Nonuniform Thickness Distribution?2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwase H., Ohshima K. I., Fukamachi Y., Nihashi S., Tamura T.
    • 雑誌名

      Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

      巻: 36 ページ: 1623~1641

    • DOI

      10.1175/JTECH-D-18-0218.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Thin-Ice Thickness and Discrimination of Ice Type From AMSR-E Passive Microwave Data2019

    • 著者名/発表者名
      Nakata K., Ohshima K. I., Nihashi S.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 57 ページ: 263~276

    • DOI

      10.1109/TGRS.2018.2853590

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Research Results and Future Project in the Antarctic Ocean by Umitaka-Maru Research Group for Physical Oceanography2019

    • 著者名/発表者名
      Kitade Y., Shimada K., Aoki S., Ohshima K. I.
    • 雑誌名

      Oceanography Challenges to Future Earth -Human and Natural Impacts on our Seas-

      巻: - ページ: 123~135

    • DOI

      10.1007/978-3-030-00138-4_10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Favorable Conditions for Suspension Freezing in an Arctic Coastal Polynya2019

    • 著者名/発表者名
      Ito M., Ohshima K. I., Fukamachi Y., Hirano D., Mahoney A. R., Jones J., Takatsuka T. Eicken H.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 124 ページ: 8701~8719

    • DOI

      10.1029/2019JC015536

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Retrieval of Wintertime Sea Ice Production in Arctic Polynyas Using Thermal Infrared and Passive Microwave Remote Sensing Data2019

    • 著者名/発表者名
      Preusser A, Ohshima K. I., Iwamoto K., Willmes S., Heinemann G.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 124 ページ: 5503~5528

    • DOI

      10.1029/2019JC014976

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 未知の南極底層水生成域の発見2019

    • 著者名/発表者名
      大島慶一郎
    • 雑誌名

      学術研究船「白鳳丸」30年のあゆみ, 東京大学大気海洋研究所

      巻: ー ページ: 7~7

  • [雑誌論文] 第四の南極底層水生成域の発見2019

    • 著者名/発表者名
      大島慶一郎
    • 雑誌名

      学術の動向, 日本学術会議

      巻: 11 ページ: 66~68

  • [雑誌論文] 氷がつくる海洋大循環とその変動2019

    • 著者名/発表者名
      大島慶一郎
    • 雑誌名

      Ocean Newsletter

      巻: 451 ページ: 2~3

  • [学会発表] Interannual variability of sea ice production in the Dalton Polynya and its possible effects on melting of the Totten Glacier2020

    • 著者名/発表者名
      Mine K., Ohshima K. I., Nakata K., Nihashi S., Fraser A., Tamura T.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Dense water production and downslope flow off Cape Darnley reproduced by a realistic numerical model2020

    • 著者名/発表者名
      Mensah V., Nakayama Y., Fujii M., Nogi Y., Ohshima K. I.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Changes of Oyashio water properties due to multi-decadal and 18.6-year period variabilities2020

    • 著者名/発表者名
      Mensah V., Ohshima K. I.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 北太平洋の海洋循環・物質循環を駆動するオホーツク海2019

    • 著者名/発表者名
      大島慶一郎
    • 学会等名
      海氷情報センター開設50年記念, 第一管区海上保安本部
    • 招待講演
  • [学会発表] アメリ―棚氷沖におけるフラジルアイスと高生物量の同時発生過程2019

    • 著者名/発表者名
      町村典彦, 大島慶一郎, 中田和輝, 伊藤優人, 深町康, 真壁竜介, 高尾信太郎, 二橋創平
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] 南大洋インド洋区における海洋地球科学総合観測:白鳳丸KH-19-1次航海成果速報2019

    • 著者名/発表者名
      池原実, 大島慶一郎, 板木拓也, 佐藤暢, 藤井昌和, 川合美千代, 松井浩紀, 池上隆仁, 白鳳丸KH-19-1乗船研究者一同
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] 2019年夏季のケープダンレー沖におけるクロロフルオロカーボンと六フッ化硫黄の観測結果速報2019

    • 著者名/発表者名
      大橋良彦, 川合美千代, 佐々木建一, 熊川小綾花, 田村尚之, 大島慶一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] 南大洋子午面循環の直接測流と定量評価を目指した係留観測2019

    • 著者名/発表者名
      北出裕二郎, 溝端浩平, 渡部和帆, 程霊巧, 高郭平, 青木茂, 牛尾収輝, 嶋田啓資, 大島慶一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] Estimation of thin ice thickness and discrimination of ice type from AMSR2 passive microwave data2019

    • 著者名/発表者名
      Nakata K., Tamaru N., Nihashi S., Ohshima K. I.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] Fluctuations of the ice flow velocity of Shirase glacier and its surrounding landfast ice displacement in east Antarctica derived from ALOS-2/PALSAR-2 image correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K., Aoki S., Yamanokuchi T., Tamura T., Ushio S., Doi K.
    • 学会等名
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 南極ケープダンレーポリニヤ域における植物プランクトンの秋季大増殖を伴う新成氷生成2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤優人, 平野大輔, 真壁竜介, 高橋啓伍, 大島慶一郎, 田村岳史, 青木茂
    • 学会等名
      2019年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] Arctic polynyas: Retrieval of wintertime sea-ice production using satellite-derived thin-ice thickness distributions2019

    • 著者名/発表者名
      Preusser A., Ohshima K. I., Willmes S., Heinemann G.
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Importance of marginal seas and intermediate water formation for micro- and macro-nutrients circulation in the North Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Nishioka J., Obata H., Ogawa H., Yasuda I.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] Estimation of ice thickness and volume in the Sea of Okhotsk using ICESat and CryoSat-2 dat2019

    • 著者名/発表者名
      Nihashi S., Kurtz N., Toyota T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] ICESatならびにCryoSat-2 dataを用いたオホーツク海の氷厚ならびにice volumeの推定2019

    • 著者名/発表者名
      二橋創平, Kurtz N., 豊田威信
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] First continuous profiler observation of wintertime Antarctic coastal polynya2019

    • 著者名/発表者名
      青木茂, 小野数也, 平野大輔, 伊藤優人, 野口智英, 小澤知史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] Accumulation processes of trace metals into arctic sea ice: distribution of Fe, Mn and Cd associated with ice structure2019

    • 著者名/発表者名
      Evans L. K., Nishioka J.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] Ice thickness and volume in the Sea of Okhotsk estimated using ICESat and CryoSat-2 data2019

    • 著者名/発表者名
      Nihashi S., Kurtz N., Toyota T.
    • 学会等名
      IUGG 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Sea-ice thickness and volume in the Sea of Okhotsk estimated on the basis of ICESat and CryoSat-2 data2019

    • 著者名/発表者名
      Nihashi S., N. Kurtz, T. Toyota
    • 学会等名
      International Symposium on Sea Ice at the Interface, International Glaciological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Moring observation of underwater interaction between frazil ice and sediment in an Arctic polynya2019

    • 著者名/発表者名
      Ito M., Ohshima K. I., Fukamachi Y., Hirano D., Mahoney A. R., Jones J., Takatsuka T., Eicken H.
    • 学会等名
      International Symposium on Sea Ice at the Interface, International Glaciological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of sea ice production in the Bering Sea from AMSR-E and AMSR2 data, with special emphasis on the Anadyr Polynya2019

    • 著者名/発表者名
      Ohshima K. I., Tamaru N., Nihashi S., Nakata K., Iwamoto K.
    • 学会等名
      International Symposium on Sea Ice at the Interface, International Glaciological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 東南極における海域-陸域シームレス堆積物掘削研究の展望2019

    • 著者名/発表者名
      菅沼悠介, 石輪健樹, 川又基人, 奥野淳一, 香月興太, 板木拓也, 田邊優貴子, 関宰, 金田平太郎, 松井浩紀, 羽田裕貴, 須藤斎, 藤井昌和, 平野大輔
    • 学会等名
      日本地質学会第126年学術大会
  • [学会発表] ベーリング海における海氷生産量の見積もり:アナディールポリニヤに着目して2019

    • 著者名/発表者名
      大島慶一郎, 田丸直也, 柏瀬陽彦, 二橋創平, 中田和輝, 岩本勉之
    • 学会等名
      2019年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 酸素センサー付フロートからわかるオホーツク海での海氷融解と春季ブルームの関係2019

    • 著者名/発表者名
      岸紗智子, 大島慶一郎, 一色倫聡, 二橋創平, Riser S. C.
    • 学会等名
      2019年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] サハリン沖係留観測に基づく高精度なAMSR-E薄氷厚アルゴリズムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      柏瀬陽彦, 大島慶一郎, 深町康, 二橋創平, 田村岳史
    • 学会等名
      2019年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] Micro- and macro-nutrient supply from the marginal seas to the North Pacific Ocean and its changing2019

    • 著者名/発表者名
      Nishioka J., Obata H., Yasuda I.
    • 学会等名
      PICES annual meeting 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two decades of coastal ice and ocean change in northern Alaska: Evolving research partnerships and observing approaches2019

    • 著者名/発表者名
      Eicken H., Mahoney A. R., Fukamachi Y., Ohshima K. I., Jones J., Oggier M., Kettle N., Abdel-Fattah D., Hauser D., Adams B., Leavitt J., Hirano D., Ito M.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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