東南極における氷床－海氷－海洋システムの地域特性の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H04931
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 田村 岳史 国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (40451413)
• 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) ; 溝端 浩平 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (80586058) ; 平野 大輔 国立極地研究所, 南極観測センター, 助教 (30790977) ; 野村 大樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (70550739) ; 巻 俊宏 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50505451)
• 研究期間 (年度): 2021-04-05 – 2026-03-31
• キーワード: 南極 / 氷床海洋相互作用 / 氷床-海氷-海洋システム / 底面融解 / 暖水流入

研究実績の概要

トッテン氷河底面融解量と外洋からの熱供給との比較

沖合からトッテン氷河へと至る暖水の循環像を明らかにするため、豪州による観測を含む複数回の現場観測データと数値シミュレーションの結果を融合し解析した。その結果、大陸棚上へと流入した暖水が大陸棚上の深いお椀状の地形に沿って時計回りに循環し、その一部が氷河前面の局所的な深い海底峡谷（幅約10～20km、水深1000m以上）に沿って最終的にトッテン氷河の下へと流れ込んでいることが示された（沖合には複数の巨大な時計回りの定在海洋渦が存在し、暖水は渦の東側を中心に効率的に大陸棚方向へと輸送され、その後、お椀状の深い地形に沿って時計回りに循環し、一部が最終的にトッテン氷河へ運ばれる）。これにより、暖水流入を伴うトッテン氷河域の顕著な氷床の底面融解ー氷床海洋相互作用ーの実態が明らかになった。さらに、トッテン氷河の下へと流入する暖水の温度は一定ではなく、氷床融解を引き起こす海洋からの熱供給には大きな経年的な変動があることも明らかになった。この結果は、トッテン氷河周辺の氷床質量損失の包括的理解のみならず、温暖化が進行する現在から近未来における海面水位予測の精度向上にも資すると期待される。また、他の東南極沿岸域においても、同様の解析をする事により、さらなる精度向上を見込む事が期待される。

このように、交付申請書に記載した「研究の目的」及び「研究実施計画」について、上記のように直接的に研究目的に対して成果を上げる事となった。

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

前述のように、交付申請書に記載した「研究の目的」及び「研究実施計画」について、直接的に研究目的に対して成果を上げる事となった為。

今後の研究の推進方策

今後は、前述の【トッテン氷河底面融解量と外洋からの熱供給との比較】と同様のデータ解析を、最新の観測データを用いて複数年にわたって継続実施し、複数年の知見を蓄積する。

研究成果

• [国際共同研究] University of Tasmania(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: University of Tasmania
• [国際共同研究] British Antarctic Survey(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: British Antarctic Survey
• [雑誌論文] Observing Antarctic Bottom Water in the Southern Ocean (2023)
  • 著者名/発表者名: Silvano, A., S. Purkey, A. L. Gordon, P. Castagno, A. Stewart, S. Rintoul, A. Foppert, K. L. Gunn, L. Herraiz-Borreguero, S. Aoki, Y. Nakayama, A. N. Garabato, C. Spingys, C. Akhoudas, J. B. Sallee, C. de Lavergne, P. Abrahamsen, A. Meijers, M. P. Meredith, S. Zhou, T. Tamura, and 23 others
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fmars.2023.1221701
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Helicopter‐Based Ocean Observations Capture Broad Ocean Heat Intrusions Toward the Totten Ice Shelf (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Yoshihiro、Wongpan Pat、Greenbaum Jamin S.、Yamazaki Kaihe、Noguchi Tomohide、Simizu Daisuke、Kashiwase Haruhiko、Blankenship Donald D.、Tamura Takeshi、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 50 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022GL097864
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impacts of Basal Melting of the Totten Ice Shelf and Biological Productivity on Marine Biogeochemical Components in Sabrina Coast, East Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Tamura Tetsuya P.、Nomura Daiki、Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kiuchi Masaaki、Hashida Gen、Makabe Ryosuke、Ono Kazuya、Ushio Shuki、Yamazaki Kaihe、Nakayama Yoshihiro、Takahashi Keigo D.、Sasaki Hiroko、Murase Hiroto、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 37 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022GB007510
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] On-shelf circulation of warm water toward the Totten Ice Shelf in East Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kusahara Kazuya、Fujii Masakazu、Yamazaki Kaihe、Nakayama Yoshihiro、Ono Kazuya、Itaki Takuya、Aoyama Yuichi、Simizu Daisuke、Mizobata Kohei、Ohshima Kay I.、Nogi Yoshifumi、Rintoul Stephen R.、van Wijk Esmee、Greenbaum Jamin S.、Blankenship Donald D.、Saito Koji、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 14 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41467-023-39764-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biogeochemical characteristics of brash sea ice and icebergs during summer and autumn in the Indian sector of the Southern Ocean (2023)
  • 著者名/発表者名: Nomura Daiki、Sahashi Reishi、Takahashi Keigo D.、Makabe Ryosuke、Ito Masato、Tozawa Manami、Wongpan Pat、Matsuda Ryo、Sano Masayoshi、Yamamoto-Kawai Michiyo、Nojiro Natsumi、Tachibana Aiko、Kurosawa Norio、Moteki Masato、Tamura Takeshi、Aoki Shigeru、Murase Hiroto
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 214 ページ: 103023～103023
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2023.103023
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Deformation of fast-ice prior to the 2023 ice breakup event in the Lutzow-Holm Bay (2024)
  • 著者名/発表者名: Waseda, T., K. Tateyama, R. Uchiyama, T. Nose, T. Kodaira, T. Katsuno, T. Tamura, T. Toyota, J. Rebault, M. Hoppmann, and D. Shimizu
  • 学会等名: The 38th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice 2015, Mombetsu, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Monitoring the motion of the land-fast ice in Lutzow-Holm bay, Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Waseda, T., K. Tateyama, R. Uchiyama, T. Nose, T. Kodaira, T. Katsuno, T. Tamura, T. Toyota, M. Hoppmann, and J. Rebault
  • 学会等名: The 3rd International Workshop on Waves, Storm Surges and Coastal Hazards, incorporating the 17th Waves Workshop, South Bend, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Poleward transport of mCDW mediated by standing eddies in Southern Ocean Indian Sector (2023)
  • 著者名/発表者名: Mizobata, K., D. Hirano, K. Kusahara, S. Aoki, R. Makabe and T. Tamura
  • 学会等名: Southern Ocean Observing System Symposium, Hobart, Australia
  • 国際学会
• [学会発表] Contrasting phytoplankton communities in Cape Darnley and Dalton Polynya, East Antarctica during sea-ice melting and forming seasons (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K. D., M. Yamamoto-Kawai, R. Makabe, T. Tamura, and M. Moteki
  • 学会等名: Southern Ocean Observing System Symposium, Hobart, Australia
  • 国際学会
• [学会発表] Helicopter-based ice-covered ocean observations capture broad ocean heat intrusions towards the Totten Ice Shelf (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, Y., P. Wongpan, J. S. Greenbaum, K. Yamazaki, T. Noguchi, D. Simizu, H. Kashiwase, D. D. Blankenship, T. Tamura, and S. Aoki
  • 学会等名: Southern Ocean Observing System Symposium, Hobart, Australia
  • 国際学会
• [学会発表] Surface melt induced inaccuracies in the Antarctic sea ice concentration inferred from optical and passive microwave remote sensing data (2023)
  • 著者名/発表者名: Istomina, L., G. Heygster, H. Enomoto, S. Ushio, T. Tamura, G. Spreen, and C. Haas
  • 学会等名: IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2023, Pasadena, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Helicopter-based ocean observations capture broad ocean heat intrusions towards the Totten Ice Shelf (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, Y., P. Wongpan, J. S. Greenbaum, K. Yamazaki, T. Noguchi, D. Simizu, H. Kashiwase, D. D. Blankenship, T. Tamura, and S. Aoki
  • 学会等名: 36th Forum for Research into Ice Shelf Processes 2023, Stalheim, Norway
  • 国際学会
• [学会発表] Helicopter-based ice-covered ocean observations capture broad ocean heat intrusions towards the Totten Ice Shelf (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, Y., P. Wongpan, J. S. Greenbaum, K. Yamazaki, T. Noguchi, D. Simizu, H. Kashiwase, D. D. Blankenship, T. Tamura, and S. Aoki
  • 学会等名: IGS International Symposium on Sea Ice 2023 Sea Ice Across Temporal and Spatial Scales, Bremerhaven, Germany
  • 国際学会
• [学会発表] Dominant frazil ice production and associated dense water formation and material transport in Antarctic coastal polynyas (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, K. I., M. Ito, K. Nakata, Y. Fukamachi, and T. Tamura
  • 学会等名: IGS International Symposium on Sea Ice 2023 Sea Ice Across Temporal and Spatial Scales, Bremerhaven, Germany
  • 国際学会
• [学会発表] 2023 Breakup of the land-fast ice in Lutzow-Holm bay, Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Waseda, T., K. Tateyama, R. Uchiyama, T. Nose, T. Kodaira, T. Katsuno, T. Tamura, T. Toyota, J. Rebault, M. Hoppmann, D. Shimizu
  • 学会等名: 第14回極域科学シンポジウム
• [学会発表] AMSR-E/2 衛星観測（2002-22）による南極海沿岸ポリニヤの海氷生産量トレンド (2023)
  • 著者名/発表者名: 二橋 創平, 田村 岳史, 大島 慶一郎
  • 学会等名: 2023年度日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] 過去45年間の全球海氷生産量の見積もり (2023)
  • 著者名/発表者名: 柏瀬 陽彦, 大島 慶一郎, 田村 岳史
  • 学会等名: 2023年度日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] 東南極トッテン棚氷周辺海域における棚氷-海洋相互作用に関する数値モデリング (2023)
  • 著者名/発表者名: 草原 和弥, 平野 大輔, 藤井 昌和, 田村 岳史, 溝端 浩平, 青木 茂
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2023・郡山）
• [学会発表] Modeling ocean-cryosphere interactions along the Sabrina Coast (2023)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Kusahara, Daisuke Hirano, Masakazu Fujii, Alexander D. Fraser, Takeshi Tamura, Kohei Mizobata, Guy D. Williams, Shigeru Aoki
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
• [学会発表] Dominant frazil ice production in Antarctic coastal polynyas and its role on bottom water formation and material cycle (2023)
  • 著者名/発表者名: Kay I. Ohshima, Masato Ito, Kazuki Nakata, Yasushi Fukamachi, and Takeshi Tamura
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
• [学会発表] AMSR3後継マイクロ波放射計による気候変動・全球水循環のモニタリングとメカニズム解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 増永 浩彦, 青梨 和正, 江淵 直人, 小原 慧一, 計盛 正博, 可知 美佐子, 齋藤 克弥, 島田 利元, 田村 岳史, 芳村 圭
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
• [学会発表] Monitoring the motion of the land-fast ice in Lutzow-Holm Bay, Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: 早稲田 卓爾, 舘山 一孝, 内山 亮介, 野瀬 毅彦, 小平 翼, 勝野 智嵩, 田村 岳史, 牛尾 収輝, 豊田 威信, Rebault Jean, Hoppmann Marrio
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会