| 研究課題/領域番号 |
21H04918
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
青木 茂 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
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| 研究分担者 |
草原 和弥 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 研究員 (20707020)
平野 大輔 国立極地研究所, 南極観測センター, 助教 (30790977)
松村 義正 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70631399)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| キーワード | 環境変動 / 酸素安定同位体比 / 南極海 / 氷床融解 / 棚氷海洋相互作用 |
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| 研究実績の概要 |
南極沿岸海洋は地球の海水位変動と海洋深層循環の鍵を握る。近年加速する南極氷床の流出・融解には、沿岸大陸棚上のホットスポットにおける熱輸送が重要な役割を果たしている。また、ホットスポットでの氷床融解は十年規模で変動し、沿岸コールドスポットから深海底へ沈み込む底層水に指摘されていた低塩化傾向はここ数年で逆転したことも明らかになりつつある。本研究課題では、南極氷床への熱供給メカニズムとその時間的な変動を解明するため、理解の遅れたウェッデル循環東端のコスモノート海を中心に、沿岸ホットスポットへの熱供給プロセスを現場船舶観測により明らかにする。
海洋観測の解析から、外洋から沿岸への熱の輸送経路として、沖合の時計回り循環と南極斜面流の重要性が明らかになった。ここ30年ほどで、トッテン沖では外洋の熱源である南極周極流が大陸棚に近づきつつあることが分かった。またコスモノート海では、沖合から大陸棚上への熱供給パスの存在やその経年変動の存在も分かった。こうした時間的変動を踏まえ、我々が強みをもつ氷床融解水のトレーサーである酸素同位体比の国際共同観測網を主導し、氷床から海洋への融解水流出の実態とその十年規模変動を周極的に把握することを目指す。コールドスポットであるケープダンレー沖の解析では、夏季の表層高温と棚氷融解のリンクが明らかになった。数値実験の併用により、底層水形成のタイミングを送らせる働きをすることが見出された。このことは、将来の気候では表層水起源の南極氷床融解が海洋深層循環変化につながる可能性を示唆している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
ホットスポットに当たるコスモノート海では、流動場のより詳細な把握と構造の時間変化を解析している。表層フロート展開により流動場の構造理解を進めている。これまでに投下した表層フロートからは、基本的に亜寒帯循環南部の西向きの流れが捉えられている。100㎞程度の空間スケールでみると海底地形の形状と概ね対応しているようにみえるが、より短いスケールでは必ずしも対応しているわけではない。衛星高度計から得られる沿岸流流動場の改善につながる資料が得られている。エンダービーランド海岸沿岸域への秋季における暖水の侵入過程については、解析をすすめた結果、経年的にも変動しており、現場データの利用できる2017年は暖水年に相当することが分かった。また、コスモノート海底層での水温時系列データ取得に成功し、時系列の延長ができた。2005年2月から2023年2月まで、約18年間にわたる長期間の記録が利用できるようになった。時系列は10年弱の周期で訪れる3回目の低温期を経て2022年以降上昇しつつあるようであり、全体としても水温上昇傾向がはっきりと現れはじめている。
トッテン氷河沖・サブリナ海岸沖では、海洋観測データの収集、および海底地形情報のアップデートをすすめた。アイスフロントでの段階的に谷が連なる海底地形構造を把握した。酸素同位体比試料の解析から、モスクワ大学氷河、トッテン氷河のアイスフロントから融解水の流出が捉えられた。
コールドスポットとなるケープダンレー沖では、海氷減による夏季表層水の暖水化が氷河底面の融解を促進し、下流の底層水形成に影響を与えるケースを実際に確認した。また、ウェッデル海南部での経年変化の解析が進んだ。3年間の酸素同位体比に収集したデータを加え、年によって海盆規模で融解水の存在量が大きくかわる場合があることが観測から示された。
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| 今後の研究の推進方策 |
南極周辺主要海域における棚氷融解特性および経年スケール、十年規模変動把握のために、観測船しらせ、海鷹丸により現場連続観測を継続し、現在の海洋観測データの収集・整備を行う。酸素同位体比データの周極的な収集のため、国際的な連携のもとで引き続き共同観測を実施するとともに、多研究機関とのデータ相互比較・統合をすすめる。数値実験の結果の解析による解釈を通じて、個別の領域の変動の比較解析から、相互の領域の関連性を統一的に解釈できるよう、研究を進める。
ホットスポットであるコスモノート海では、表層ブイ観測を継続する。時間変動成分も考慮して、人工衛星起源の高度場から得られる流動場と比較することにより、流動場の改善につなげる。秋季暖水の大陸棚上への侵入の経年変動については、数値実験結果との比較から、定着氷の崩壊や白瀬氷河氷舌の融解の時間変動との関連性を調べる。同じくトッテン海域では、沖合海域でのデータ取得を継続する。同時にオーストラリアとの共同観測を実施する。数値実験結果との比較から、時間変動特性とその原因を調べる。これらのコスモノート海とトッテン氷河沖に加え、アムンゼン海での融解水分布特性の比較を実施する。
コールドスポットであるウェデル海・ロス海・ケープダンレー沖については、データの集積と解析を進めると同時に、それぞれの融解水含有率特性における地域性の原因を把握する。またアムンゼン海との関連性も考慮し、ロス海での10年規模変動とトレンドの解析を行う。
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