樹木年輪とアイスコアの統合解析によるアジア山岳域の標高別古気候復元

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01621
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 佐野 雅規 早稲田大学, 人間科学学術院, 講師(任期付) (60584901)
• 研究分担者: 藤田 耕史 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (80303593)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 気候復元 / 樹木年輪 / アイスコア / 酸素同位体比 / ヒマラヤ

研究実績の概要

本研究の目的は、アジア（ヒマラヤ）の山岳域において樹木年輪とアイスコアを併用して、低標高から高度6000m付近に至る広高度帯で気候復元を行い、気候変動の高度依存性を解明することである。今年度は、ネパール東部のマカルーで新たに年輪サンプルを収集した。過去3年間のフィールドワークによって、ネパールヒマラヤの西部、中部、東部をカバーする計4地域から、標高1800-3900mの高度帯で年輪サンプルを取得するに至った。樹木の生育環境や樹種の特性によって、採取した年輪サンプルから過去に遡及できる期間が200-400年となっている。持ち帰ったサンプルは、各地域で4-5個体を対象とし、その年輪セルロースの酸素同位体比を個体別に1年単位でそれぞれ測定して時系列データを取得した。また昨年度に引き続き、共同研究の推進と分析技術の移転のため、ネパールの研究者を約3週間にわたって日本に招聘してデータの収集を進めた。一方、本年度は、もうひとつの分析対象であるアイスコアの掘削に集中的に取り組んだ。過去2年間の経験を踏まえ、十分に準備を整えたうえで、2019年10-11月にネパールヒマラヤのトランバウ氷河においてアイスコアを掘削した。その結果、当初の計画通り標高約6000m地点にて、81.2m長のアイスコアを採取することに成功した。2017年度と2018年度の試掘削で採取したアイスコアの解析結果から、今年度に採取した81.2mのアイスコアから、過去160年超に遡って気候・環境変動を復元できる見通しが得られた。また、アイスコアには全体の12.9%を占める層で多数のダストが存在した。深層部（70m以深）では中層部（40-50m深）に比べダスト層が多く存在し、その粒子径も中層部に比べて大きいことが確認できた。この結果は、時代により掘削地点へのダストの輸送量や輸送起源が変化している可能性を示唆している。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

過去3年におよぶネパールでの年輪調査は順調に進み、当初の予定よりも多くの地域で年輪サンプルを採取することができた。年輪サンプルの酸素同位体比データの取得についても、既に2地域で測定が完了しており、残りのサンプルについても2020年度中に測定できるよう処理を進めている。アイスコアについても2019年度に実施した本掘削が成功し、長さ80m超の良質なサンプルを収集できた。初期分析の結果、アイスコアの平均密度は866kg/m3で、仮に830kg/m3を氷化密度とした場合、深さ約12m地点から氷化していること、アイスコア全体の約87.9%を氷で占めていることがわかった。

今後の研究の推進方策

樹木年輪については、残っているサンプルの酸素同位体比の測定を進め、標高別、地域別に気候を過去200-400年間にわたって復元して、気候変動の標高依存性や地域特性を明らかにする。アイスコアについては、水の安定同位体比や化学主成分、および鉛同位体比などの人為起源の大気汚物質を測定する。次いで、高度6000m地点における過去200年弱の降水量変動を含めた古環境変動の復元を行うとともに、人間活動と気候変動の関係についても考察する。また、最終目標として掲げた、気候変動の高度依存性を明らかにするため、高度6000mのアイスコアの記録と、異標高で採取された年輪試料の記録の比較解析を行う。

研究成果

• [国際共同研究] Tribhuwan University(ネパール)
  • 国名: ネパール
  • 外国機関名: Tribhuwan University
• [雑誌論文] Onset and maturation of Asian summer monsoon precipitation reconstructed from intra-annual tree-ring oxygen isotopes from the southeastern Tibetan Plateau (2020)
  • 著者名/発表者名: Xu Chenxi、Zhu Haifeng、Wang S.-Y. Simon、Shi Feng、An Wenling、Li Zhen、Sano Masaki、Nakatsuka Takeshi、Guo Zhengtang
  • 雑誌名: Quaternary Research 巻: - ページ: 1～9
  • DOI: 10.1017/qua.2020.28
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Climate variability over the past 100 years in Myanmar derived from tree-ring stable oxygen isotope variations in Teak (2020)
  • 著者名/発表者名: Pumijumnong, N., Muangsong, C., Buajan, S., Sano, M., Nakatsuka, T.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Climatology 巻: 139 ページ: 1401-1414
  • DOI: 10.1007/s00704-019-03036-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A 338-year tree-ring oxygen isotope record from Thai teak captures the variations in the Asian summer monsoon system (2020)
  • 著者名/発表者名: Pumijumnong, N., Brauning, A., Sano, M., Nakatsuka, T., Muangsong, C., Buajan, S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 8966
  • DOI: 10.1038/s41598-020-66001-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Summer monsoon variability in the Himalaya over recent centuries (2020)
  • 著者名/発表者名: Sano, M., Xu, C., Dimri, A.P. and Ramesh, R.
  • 雑誌名: A.P. Dimri, B. Bookhagen, M. Stoffel and T. Yasunari (Eds.), Himalayan weather and climate and their impact on the environment. Springer International Publishing 巻: none ページ: 261-280
  • DOI: 10.1007/978-3-030-29684-1_14
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Increased variability of Thailand's Chao Phraya River peak season flow and its association with ENSO variability: Evidence from tree ring δ18O (2019)
  • 著者名/発表者名: Xu, C., Buckley, B.M., Promchote, P., Wang, S.-Y.S., Pumijumnong, N., An, W., Sano, M., Nakatsuka, T., and Guo, Z.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 46 ページ: 4863-4872
  • DOI: 10.1029/2018GL081458
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Specific response of earlywood and latewood δ18O from the east and west of Mt. Qomolangma to the Indian summer monsoon (2019)
  • 著者名/発表者名: An, W., Xu, C., Liu, X., Tan, N., Sano, M., Li, M., Shao, X., Nakatsuka, T., and Guo, Z.
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 689 ページ: 689
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.268
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oxygen isotope ratios of subalpine conifers in Jirisan National Park, Korea and their dendroclimatic potential (2019)
  • 著者名/発表者名: Seo, J.-W., Sano, M., Jeong, H.-M., Lee, K.-H., Park, H.-C., Nakatsuka, T., and Shin, C.-S.
  • 雑誌名: Dendrochronologia 巻: 57 ページ: 125626
  • DOI: 10.1016/j.dendro.2019.125626
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Contrasting thinning patterns between lake- and land-terminating glaciers in the Bhutanese Himalaya (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsutaki S, Fujita K, Nuimura T, Sakai A, Sugiyama S, Komori J, Tshering P
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 13 ページ: 2733-2750
  • DOI: 10.5194/tc-13-2733-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Annual layer counting using pollen grains of the Grigoriev ice core from the Tien Shan Mountains, central Asia (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi N, Sera S, Fujita K, Aizen VB, Kubota J
  • 雑誌名: Arctic, Antarctic, and Alpine Research 巻: 51 ページ: 299-312
  • DOI: 10.1080/15230430.2019.1638202
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mass balance of Trambau Glacier, Rolwaling region, Nepal Himalaya: In situ observations, long-term reconstruction, and mass-balance sensitivity (2019)
  • 著者名/発表者名: Sunako S, Fujita K, Sakai A, Kayastha RB
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 巻: 65 ページ: 605-616
  • DOI: 10.1017/jog.2019.37
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Simulations of black carbon (BC) aerosol impact over Hindu Kush Himalayan sites: validation, sources, and implications on glacier runoff (2019)
  • 著者名/発表者名: Santra S, Verma S, Fujita K, Chakraborty I, Boucher O, Takemura T, Burkhart JF, Matt F, Sharma M
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 19 ページ: 2441-2460
  • DOI: 10.5194/acp-19-2441-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Viscoelastic modeling of nocturnal thermal fracturing in a Himalayan debris-covered glacier (2019)
  • 著者名/発表者名: Podolskiy EA, Fujita K, Sunako S, Sato Y
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Earth Surface 巻: 124 ページ: 1485-1515
  • DOI: 10.1029/2018JF004848
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Assessment for paleoclimatic utility of biomass burning tracers in SE-Dome ice core, Greenland (2019)
  • 著者名/発表者名: Parvin F, Seki O, Fujita K, Iizuka Y, Matoba S, Ando T, Sawada K
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 196 ページ: 86-94
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2018.10.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of summer sublimation on δD, δ18O and δ17O in precipitation, East Antarctica, and implications for climate reconstruction from ice cores (2019)
  • 著者名/発表者名: Pang HX, Hou SG, Landais A, Masson-Delmotte V, Jouzel J, Steen-Larsen HC, Risi C, Zhang WB, Wu SY, Li YS, An CL, Wang YT, Prie F, Minster B, Falourd S, Stenni B, Scarchilli C, Fujita K, Grigioni P
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 124 ページ: 7339-7358
  • DOI: 10.1029/2018JD030218
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reduced marine phytoplankton sulphur emissions in the Southern Ocean during the past seven glacials (2019)
  • 著者名/発表者名: Goto-Azuma K, Hirabayashi M, Motoyama H, Miyake T, Kuramoto T, Uemura R, Igarashi M, Iizuka Y, Sakurai T, Horikawa S, Suzuki K, Suzuki T, Fujita K, Kondo Y, Hattori S, Fujii Y
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 3247
  • DOI: 10.1038/s41467-019-11128-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Future projection of global-scale glacier mass loss and sea level rise (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujita K, Sakai A
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) General Assembly 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Mass balance of Trambau Glacier, Rolwaling region, Nepal Himalaya: In-situ observations, long-term reconstruction and mass-balance sensitivity (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujita K, Sunako S, Sakai A, Kayastha RB
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 16th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a tree-ring δ18O network for Japan, Taiwan and Korea as a tool to date wooden materials (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano, M., Hakozaki, M., Li, Z., Nakatsuka, T., Seo, J.-W., Chen, I.-C., Yasue, K., Kimura, K.
  • 学会等名: The 6th International Asian Dendrochronological Conference. Lucknow
  • 国際学会
• [学会発表] 樹木年輪セルロースの酸素同位体比による立山の過去400年間の夏季モンスーン復元 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐野雅規，森滉太，對馬あかね，李貞，安江恒，中塚武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会