陸域モデルを用いた北極圏の赤雪発生およびその雪氷融解効果の推定

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K19955
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 大沼 友貴彦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 第一宇宙技術部門, 宇宙航空プロジェクト研究員 (30800833)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 雪氷学 / 雪氷微生物 / 数値モデリング / 陸面モデル

研究実績の概要

研究最終年度である2022年度は、昨年度に引き続き氷河暗色化を引き起こす氷河藻類の増殖を再現するモデル（Glacier algae modelとFilamentous cyanobacteria model）の開発を行った。また、クリオコナイトホール（生物由来の暗色物質で形成される円柱形の穴）の動態を地表大気情報に基づいて再現する数値モデル（Cryoconite hole model）の開発を進めた。前者の氷河藻類モデルの開発検証論文は国際誌にて出版され、後者のクリオコナイトホールモデルの開発検証論文は国際誌にて現在査読中である。研究費は、これらの研究を遂行する上で必要となったデスクトップパソコンの購入費用に主に充てられた。また、これらの成果報告に必要な英文校正費用にも充てられた。
本研究計画の2020年度開始時は，下記２つの課題を掲げた。この課題に対する研究期間全体の特筆すべき成果として、北極圏のみならず全球を対象とした全球赤雪モデルBio-MATSIROの開発に成功し、2021年度に国際誌に論文として出版した。
1. 氷河観測に基づく赤雪藻類の繁殖要因解明と赤雪推定モデル開発
2. 陸域モデルによる北極圏の赤雪による雪氷融解への寄与推定
上記のとおり2022年度は研究対象を赤雪を発生させる藻類以外の雪氷生物にも広げ、Bio-MATSIROを拡張するための研究を実施した。2022年度は上述した研究成果がでており、当初の計画以上に研究が進展した。本研究費終了後も、同研究費をきっかけとして更なる成果および本研究分野の発展が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Modelling the development and decay of cryoconite holes in Northwest Greenland (2023)
  • 著者名/発表者名: Onuma Yukihiko、Fujita Koji、Takeuchi Nozomu、Niwano Masashi、Aoki Teruo
  • 雑誌名: The Cryosphere Discussions 巻: - ページ: 1-35
  • DOI: 10.5194/egusphere-2023-54
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling seasonal growth of phototrophs on bare ice on the Qaanaaq Ice Cap, northwestern Greenland (2022)
  • 著者名/発表者名: Onuma Yukihiko、Takeuchi Nozomu、Uetake Jun、Niwano Masashi、Tanaka Sota、Nagatsuka Naoko、Aoki Teruo
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 巻: - ページ: 1～13
  • DOI: 10.1017/jog.2022.76
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Numerical modeling of biological processes on snow and glacier surfaces in the Arctic region (2023)
  • 著者名/発表者名: Y. Onuma, M. Niwano, R. Shimada, N. Takeuchi
  • 学会等名: Seventh International Symposium on Arctic Research (ISAR-7)
  • 国際学会
• [学会発表] Variations in mineralogy of dust in ice cores obtained from Greenland over the past 100 years (2023)
  • 著者名/発表者名: N. Nagatsuka, K. Goto-Azuma, A. Tsushima, K. Fujita, S. Matoba, Y. Onuma, Y. Komuro, M. Hirabayashi, J. Ogata, Y. Ogawa-Tsukagawa, K. Kitamura, T. Aoki, T. J. Pop, D. Dahl-Jensen
  • 学会等名: Seventh International Symposium on Arctic Research (ISAR-7)
  • 国際学会
• [学会発表] Spatiotemporal changes in communities of snow-ice microbes living on Gulkana Glacier, Alaska (2023)
  • 著者名/発表者名: M. Ono, J. Uetake, A. Tsushima, Y. Onuma, K. Kobayashi, D. Seto, S. Usuba, F. Konishi, N. Takeuchi
  • 学会等名: Seventh International Symposium on Arctic Research (ISAR-7)
  • 国際学会
• [学会発表] アイスコアを用いたグリーンランド氷床北部における過去100 年間の鉱物組成変動の空間分布 (2022)
  • 著者名/発表者名: 永塚 尚子, 東 久美子, 對馬 あかね, 藤田 耕史, 的場 澄人, 大沼 友貴彦, 小室 悠紀, 平林 幹啓, 尾形 純, 塚川 佳美, 北村 享太郎, 青木 輝夫, Popp Trevor James, Dahl-Jensen Dorthe
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2022・札幌）
• [学会発表] グリーンランド北西部氷河上で発生するクリオコナイトホール崩壊現象の数値モデル開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大沼友貴彦, 藤田耕史, 竹内望, 庭野匡思, 青木輝夫
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2022・札幌）
• [学会発表] 永塚尚子, 東久美子, 對馬あかね, 藤田耕史, 的場澄人, 大沼友貴彦, 青木輝夫 (2022)
  • 著者名/発表者名: グリーンランドアイスコアから復元する過去100年の 鉱物ダスト起源とその変動要因の解明
  • 学会等名: 2022年度 日本地球化学会 第69回年会
  • 招待講演
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/yonuma/
• [備考] Snow Algae Model v1.0 (v1.0)
  • URL: https://doi.org/10.5281/zenodo.6258671
• [備考] Data set used in glacier algae model
  • URL: https://doi.org/10.5281/zenodo.6955513
• [備考] Codes and data set for Cryoconite hole model
  • URL: https://doi.org/10.5281/zenodo.7539526