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2023 年度 実績報告書

南極海沿岸域のデータ同化プロダクト開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K13989
研究機関北海道大学

研究代表者

中山 佳洋  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (30840201)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード南大洋 / 南極 / 棚氷 / 海面上昇 / データ同化
研究実績の概要

本課題の目的は、アムンゼン海を含む西南極モデル、トッテン棚氷を含む東南極モデルの両者についてデータ同化を含めたモデル開発を実施することである。両地域において、棚氷の融解が南極大陸から海への氷の流出を促進し、海面上昇へ寄与することが危惧されている。海洋モデルを用いて、温かい水塊の棚氷下部への流入経路の特定と、その変動要因の理解が求められている。
西南極モデルについては、アジョイント法を用いたデータ同化を実施した(Geoscientific Model Development誌)。同時に、データ同化を実施しても、経年変動の再現性が改善されず、現モデルに含まれていないプロセスが棚氷融解や海洋場の再現性に影響を与えていることが示唆され、その原因の一つと考えられる棚氷下部から海へと流出する氷河融解水の影響を見積もった(Geophysical Research Letters誌)。さらに、高解像度化を実施し、経年変動の再現性を向上させることに成功した。この結果から、新たに海洋と海底の相互作用が棚氷誘拐に寄与するという新しい見方を提唱した(Nature Communications誌)。
東南極モデルについては、モデルを開発した(Geophysical Research Lettersに掲載)。さらに、このモデルについて、2019年に新しく取得された海底地形データへのモデル地形の更新を行った。生態系モデルを組み込み、現在、グリーン関数を用いた同化の実施、論文投稿の準備を進めている。
計画通り、両領域の研究を実施できた。特に、西南極域モデル開発においては、内容的にも分野に一石を投じる新たなプロセスの発見に繋がり、論文の成果、内容ともに、素晴らしい成果となった。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] University of California Irvine/Dartmouth College/Scripps institute of oceanography(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California Irvine/Dartmouth College/Scripps institute of oceanography
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] Korean Polar Research Institute/Seoul National University,(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Korean Polar Research Institute/Seoul National University,
  • [雑誌論文] Submesoscale Variability and Basal Melting in Ice Shelf Cavities of the Amundsen Sea2024

    • 著者名/発表者名
      Shrestha Kalyan、Manucharyan Georgy E.、Nakayama Yoshihiro
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 51 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2023GL107029

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modeling Ocean Circulation and Ice Shelf Melt in the Bellingshausen Sea2024

    • 著者名/発表者名
      Hyogo Shuntaro、Nakayama Yoshihiro、Mensah Vigan
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 129 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2022JC019275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] How Can Helicopters Help Us Determine the Health of Antarctica’s Oceans?2024

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Yoshihiro、Wongpan Pat、Greenbaum Jamin S.、Yamazaki Kaihe、Aoki Shigeru
    • 雑誌名

      Frontiers for Young Minds

      巻: 12 ページ: 1080545

    • DOI

      10.3389/frym.2024.1080545

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Amundsen Sea Circulation Controls Bottom Upwelling and Antarctic Pine Island and Thwaites Ice Shelf Melting2024

    • 著者名/発表者名
      Taewook Park、Nakayama Yoshihiro、Nam SungHyun
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: - ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On-shelf circulation of warm water toward the Totten Ice Shelf in East Antarctica2023

    • 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: 4955

    • 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] Helicopter‐Based Ocean Observations Capture Broad Ocean Heat Intrusions Toward the Totten Ice Shelf2023

    • 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] Ice‐Front Retreat Controls on Ocean Dynamics Under Larsen C Ice Shelf, Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Poinelli M.、Nakayama Y.、Larour E.、Vizcaino M.、Riva R.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2023GL104588

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Understanding the Southern Ocean through model-data synthesis2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakayama, Alena Malyarenko, Taewook Park, Tsubasa Yasui, Hong Zhang, Dimitris Menemenlis
    • 学会等名
      Ocean Science Meeting 2024
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding southern ocean through model-data synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakayama
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Helicopter-based ocean observations capture broad ocean heat intrusions towards the Totten Ice Shelf2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakayama
    • 学会等名
      Forum for Research into Ice Shelf Processes (FRISP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization and evaluation of a high-resolution, regional, East-Antarctic ocean biogeochemistry model with novel in-situ physical and biogeochemical observations2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakayama, Dustin Carroll, Pat Wongpan, Ryosuke Makabe, Shintaro Takao, Hong Zhang, Dimitris Menemenlis
    • 学会等名
      The 28th IUGG General Assembly
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding the Southern Ocean through model-data synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakayama
    • 学会等名
      SOOS Symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 観測モデル融合研究から理解する南大洋/南極沿岸域2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakayama
    • 学会等名
      日本海洋学会2023年度秋季大会

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公開日: 2024-12-25  

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