海氷生産量のグローバルマッピングとモニタリング構築

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20221001
• 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: 江淵 直人 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10203655) ; 青木 茂 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583) ; 深町 康 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (20250508) ; 豊田 威信 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (80312411) ; 松村 義正 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (70631399) ; 北出 裕二郎 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (50281001) ; 二橋 創平 苫小牧工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50396321) ; 小野 数也 北海道大学, 低温科学研究所, 技術専門職員 (40396320)
• 研究期間 (年度): 2008-05-12 – 2013-03-31
• キーワード: 沿岸ポリニヤ / 海氷生産 / 熱塩フラックス / マイクロ波放射計 / 南極底層水 / ケープダンレー / 海洋熱塩循環 / 氷床海洋相互作用

研究概要

本年度は、高分解能(6.25km)の衛星マイクロ波放射計データAMSR-Eから、開発した薄氷厚アルゴリズムと熱収支計算を用いて、2003－2011年の8年間、南極海と北極海全域の海氷生産量のマッピングを行った。またオホーツク海においては、SSM/Iを用いて、過去20年間に及ぶ海氷生産量の見積もりを行い、海氷生産量と中層水の変動がリンクしていることを明らかにした。昨年までの成果と合わせて、衛星マイクロ波放射計SSM/IとAMSR-Eにより、長期間（20年間）と高分解能の2種類の全球の海氷生産量マッピングを完成させた。これらのデータセットは海氷生成に伴う熱塩フラックスのデータセットと合わせてウェブ上で公開され、モデルの境界条件に使用されるなど多くの研究者に利用されつつある。南極海においては、棚氷・定着氷同定アルゴリズムを開発し定着氷のマッピングも行い、定着氷の変動がポリニヤでの海氷生産量と強くリンクしていることを明らかにした。南極メルツポリニヤでは2010年のメルツ氷河の大崩壊により、海氷生産量が激減していることを衛星観測等からつきとめ、さらにそれがここで形成される南極底層水の低塩化・低密度化をもたらしていることを海鷹丸による現場観測から明らかにした。氷床海洋相互作用が深層循環を変動させうることを示唆する研究である。昨年までの研究で、南極海で2番目に高い海氷生産量を持つケープダンレー沖が未知（第4）の南極底層水の生成域であることを明らかにしてきたが、本年度は日本南極地域観測隊による係留系観測により、初めて直接観測でケープダンレーポリニヤでの高海氷生産とそれによる高密度水の形成過程を捉えることに成功した。ここでの高海氷生産は東(上流)に形成される座礁氷山舌によることも明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Antarctic Bottom Water production by intense sea-ice formation in the Cape Darnley Polynya (2013)
  • 著者名/発表者名: Kay I. Ohshima, Yasushi Fukamachi, Guy D.Williams
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 6 ページ: 235-240
  • DOI: DOI:10.1038/NGEO1738
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小型CTD等を装着した鰭脚類による海洋観測データの取得 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三谷曜子
  • 雑誌名: 海洋と生物 巻: 204 ページ: 12-15
• [雑誌論文] Influence of Ross Sea Bottom Water changes on the warming and freshening of the Antarctic Bottom Water in the Australian-Antarctic Basin (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimada, K., S. Aoki, K. I. Ohshima, S. R.Rintoul
  • 雑誌名: Ocean Science Discussion 巻: 8 ページ: 419-432
  • DOI: doi:10.5194/os-8-419-2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of a heat and salt flux dataset associated with sea-ice production and melting in the Sea of Okhotsk (2012)
  • 著者名/発表者名: Nihashi, Sohey
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 25 ページ: 2261-2278
  • DOI: doi:10.1175/JCLI-D-11-00022.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of sea-ice drift due to the dynamical interaction between sea ice and a coastal ocean (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, Yoshihiro
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography 巻: 42 ページ: 179-192
  • DOI: doi:10.1175/JPO-D-11-018.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential regime shift in decreased sea ice production after the Mertz Glacier calving (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: ―
  • DOI: doi:10.1038/ncomms1820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical prediction of spilled oil behavior under sea ice conditions: Modification of the 2011 Model (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nakazawa
  • 雑誌名: Offshore Technology Conference 巻: ― ページ: ―
  • DOI: doi:10.4043/23801-MS
  • 査読あり
• [学会発表] ビンセネス湾沖で係留観測によって捉えた南極底層水の特性
  • 著者名/発表者名: 北出裕二郎
  • 学会等名: 日仏海洋学会学術研究発表会
  • 発表場所: 日仏会館（東京都）
• [学会発表] サハリン沖での係留系氷厚データとの直接比較によるAMSR-E薄氷厚アルゴリズムの作成
  • 著者名/発表者名: 柏瀬陽彦
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 東海大学（静岡県）
• [学会発表] ビンセネス湾沖で係留観測によって捉えた南極底層水の特性
  • 著者名/発表者名: 北出裕二郎
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 東海大学（静岡県）
• [学会発表] New findings of Antarctic Bottom Water: Ongoing warming/freshening and a discovered AABW
  • 著者名/発表者名: 大島慶一郎
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] ビンセネス湾沖で係留観測によって捉えた南極底層水の特性
  • 著者名/発表者名: 北出裕二郎
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
• [学会発表] 海氷物理・生態研究に関する南極海国際共同観測
  • 著者名/発表者名: 田村岳史
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
• [学会発表] 昭和基地沖流氷域での電磁誘導法による海氷厚観測
  • 著者名/発表者名: 杉本風子
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
• [学会発表] 南極ロス棚氷ポリニヤの変動機構と海氷生産収支
  • 著者名/発表者名: 中田和輝
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
• [学会発表] Mooring measurement of sea-ice thickness in the Chukchi Sea off Barrow Alaska
  • 著者名/発表者名: 清水大輔
  • 学会等名: 国際北極研究シンポジウム
  • 発表場所: 日本科学未来館（東京都）
• [学会発表] 南極ロス棚氷ポリニヤの変動機構と海氷生産収支
  • 著者名/発表者名: 中田和輝
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都）
• [学会発表] 北極海バロー沖における海氷厚直接観測
  • 著者名/発表者名: 清水大輔
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都）
• [学会発表] オーストラリア-南極海盆内の南極底層水形成量の見積もり
  • 著者名/発表者名: 佐々木健一
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都）
• [学会発表] ヘリ搭載型マイクロ波放射計による海氷厚観測
  • 著者名/発表者名: 田村岳史
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都）
• [図書] オホーツクの生態系とその保全 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大島慶一郎
  • 総ページ数: 3-18
  • 出版者: 北道大学出版会
• [備考] 海氷生産量のグローバルマッピングとモニタリング構築 （文部科学省 科学研究費 基盤研究S）
  • URL: http://wwwod.lowtem.hokudai.ac.jp/~ohshima/kaken.html