地球システムモデリングによる急激な気候変動と氷期サイクルとの相互作用の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25241005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 阿部 彩子 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30272537)
• 研究分担者: Greve Ralf 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (90374644) ; 川村 賢二 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (90431478) ; 吉森 正和 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (20466874)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 氷床 / 氷期間氷期サイクル / 気候変化 / 急激な気候変化 / 大気大循環 / 海洋大循環 / 大気海洋大循環モデル / 氷床モデル

研究実績の概要

本研究は、異なる階層間のモデル群を高度化しながら、氷期サイクル変動に関わる大気-海洋-氷床-固体地球の変動とそれらの相互作用を扱う。次の７つの項目を主に進めた。(1)氷期氷床の不確実性と最新の知見に関する論文をまとめ投稿しGeoscience ModelDevelopment誌から出版された。 (2)大気海洋結合モデルによる氷期と間氷期間の深層海洋循環と気候の解析、その変化のメカニズムを調べるための様々な感度実験の解析を進めさらに論文投稿のための詳細研究を行った。さらに、(3) 大気大循環モデルとオフライン海洋大循環モデルの感度実感の組み合わせにより北米氷床の大きさや範囲の違いが、北大西洋深層循環の強弱にどのような影響を与えるかについて論文投稿した。(4) 引き続き氷期と間氷期間の異なる時代の大気海洋大循環のそれぞれの状態に対して、淡水流入実験を実行解析し、氷期サイクルの海洋循環や気候への影響を調べて論文をScience Advances誌に投稿し査読を経て修正中である。(5)深層海洋循環の変化と急激な気候変動が氷期サイクルの氷床変化に及ぼす影響とその氷床による融け水が海洋と気候に与える影響を調べ、氷期中の急激な気候変化の発現メカニズムに関して論文執筆した。また、南極に関して、(6)氷床・棚氷・海洋大循環モデルを用いて、西南極氷床を氷期サイクルの数値実験に組み込む作業を完成させた。南大洋を詳しくした海洋大循環領域モデルに関して、氷床モデルにocean meltの効果を経験的にいれる方法を論文にまとめた。(7)氷床の加重による地球変形を扱う地球粘弾性モデルと氷床・気候モデルを結合し氷期サイクルを検討した結果に関してまとめて論文執筆を進めた。

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

氷期サイクル１０万年周期のメカニズムについて出版し早くも４７回の引用回数を得たネイチャー誌の論文をステップにして、さらに北半球の氷床や気候応答特性の空間分布理解や、急激な気候変動についての研究を進めた。また、氷期氷床の不確実性と最新の知見に関する論文をGeoscience Model Development誌から出版されした。また、氷期と間氷期間の異なる時代の大気海洋大循環のそれぞれの状態に対して、淡水流入の海洋循環や気候への影響に関する論文を投稿し、査読では非常に良い評価を得て現在修正中である。一方南極氷床については海洋との相互作用についての数値実験の実行と解析が進み、論文投稿するなど順調に研究を進めている。

今後の研究の推進方策

次の６つの項目を主に進める。 (1)大気海洋結合モデルによる氷期と間氷期間の深層海洋循環と気候の解析について論文を完成させて投稿する。さらに、(2) 大気大循環モデルとオフライン海洋大循環モデルの感度実感の組み合わせにより北米氷床の大きさや範囲の違いが、北大西洋深層循環の強弱にどのような影響を与えるかについて論文出版する。(3) 氷期と間氷期間の異なる時代の大気海洋大循環のそれぞれの状態に対して、淡水流入実験を実行解析し、氷期サイクルの海洋循環や気候の安定性への影響について系統的にまとめる。(4)深層海洋循環の変化と急激な気候変動が氷期サイクルの氷床変化に及ぼす影響とその氷床による融け水が海洋と気候に与える影響を調べ、氷期中の急激な気候変化の発現メカニズムに関して論文出版する。(5)氷期サイクルごとの氷床の形状が大気大循環を通じて大陸間で影響を及ぼしあうことについて論文を出版する。また、南極に関して、(6)氷床・棚氷・海洋大循環モデルを用いて、南極氷床モデルの気候変動における応答特性を調べる。南大洋を詳しくした海洋大循環領域モデルを用いて異なる気候状態における氷床-海洋相互作用について論文出版する。

研究成果

• [雑誌論文] SeaRISE experiments revisited: potential sources of spread in multi-model projections of the Greenland ice sheet. (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito F, Abe-Ouchi A, Takahashi K, Blatter H
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 10 ページ: 43-63
  • DOI: 10.5194/tc-10-43-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arctic sea ice simulation in the PlioMIP ensemble. (2016)
  • 著者名/発表者名: Howell FW, Haywood AM, Otto-Bliesner BL, Bragg F, Chan WL, Chandler MA, Contoux C, Kamae Y, Abe-Ouchi A, Rosenbloom NA, Stepanek C, Zhang Z
  • 雑誌名: Clim of the Past 巻: 12 ページ: 749-767
  • DOI: 10.5194/cp-12-749-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Pliocene Model Intercomparison Project (PlioMIP) Phase 2: scientific objectives and experimental design. (2016)
  • 著者名/発表者名: Haywood AM, Dowsett HJ, Dolan AM, Rowley D, Abe-Ouchi A, Otto-Bliesner B, Chandler MA, Hunter SJ, Lunt DJ, Pound M, Salzmann U
  • 雑誌名: Clim of the Past 巻: 12 ページ: 663-675
  • DOI: 10.5194/cp-12-663-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ice-sheet configuration in the CMIP5/PMIP3 Last Glacial Maximum experiments. (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi A, Saito F, Kageyama M, Braconnot P, Harrison SP, Lambeck K, Otto-Bliesner BL, Peltier WR, Tarasov L, Peterschmitt JY, Takahashi K
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development 巻: 8 ページ: 3621-3637
  • DOI: 10.5194/gmd-8-3621-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ice sheet model dependency of the simulated Greenland Ice Sheet in the mid-Pliocene. (2015)
  • 著者名/発表者名: Koenig SJ, Dolan AM, de Boer B, Stone EJ, Hill DJ, DeConto RM, Abe-Ouchi A, Lunt DJ, Pollard D, Quiquet A, Saito F, Savage J, van de Wal R
  • 雑誌名: Clim of the Past 巻: 11 ページ: 369-381
  • DOI: 10.5194/cp-11-369-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ice sheet model dependency of the simulated Using results from the PlioMIP ensemble to investigate the Greenland Ice Sheet during the mid-Pliocene Warm Period. . (2015)
  • 著者名/発表者名: Dolan AM, Hunter SJ, Hill DJ, Haywood AM, Koenig SJ, Otto-Bliesner BL, Abe-Ouchi A, Bragg F, Chan WL, Chandler MA, Contoux C, Jost A, Kamae Y, Lohmann G, Lunt DJ, Ramstein G, Rosenbloom NA, Sohl L, Stepanek C, Ueda H, Yan Q, Zhang Z
  • 雑誌名: Clim of the Past 巻: 11 ページ: :403-424
  • DOI: 10.5194/cp-11-403-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of the Bering Strait closure on AMOC and global climate under different background climates. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hu A, Meehl GA, Han W, Otto-Bliestner B, Abe-Ouchi A, Rosenbloom N
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 132 ページ: 174-196.
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2014.02.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exposure age and ice-sheet model constraints on Pliocene East Antarctic ice sheet dynamics. Nature Communications 6, Article number:7016 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamane M, Yokoyama Y, Abe-Ouchi A, Obrochta S, Saito F, Moriwaki K, Matsuzaki H :
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 7016
  • DOI: 10.1038/ncomms8016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modelling the Antarctic marine cryosphere at the Last Glacial Maximum. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kusahara, K., T. Sato, A. Oka, T. Obase, R. Greve, A. Abe-Ouchi and H. Hasumi
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 巻: 56 (69) ページ: 425-435
  • DOI: 10.3189/2015AoG69A792
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of Southern Ocean stratification in glacial atmospheric CO2 reduction evaluated by a three‐dimensional ocean general circulation model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Abe‐Ouchi, A., & Oka, A.
  • 雑誌名: Paleoceanography 巻: 30 ページ: 1202-1216
  • DOI: 10.1002/2015PA002786
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Global deep ocean oxygenation by enhanced ventilation in the Southern Ocean under long-term global warming. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto A, Abe-Ouchi A, Shigemitsu M, Oka A, Takahashi K, Ohgaito R, Yamanaka Y
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 29 ページ: 1801-1815
  • DOI: 10.1002/2015GB005181
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 氷期の海洋深層循環と気候メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府）
  • 年月日: 2015-10-28 – 2015-10-30
• [学会発表] Perpectives on Modelling the Climate and Ice sheets at interglacials (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: XIX INQUA 2015 in Nagoya
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市）
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-08-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Antarctic climate-ice sheet interaction in Pliocene and Late Pleistocene (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: XIX INQUA 2015 in Nagoya
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市）
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-08-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Simulating stadial and interstadial climates in the Late Pleistocene with the MIROC model (2015)
  • 著者名/発表者名: ＣＨＡＮ ＷＩＮＧＬＥ（陳 永利）
  • 学会等名: XIX INQUA 2015 in Nagoya
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市）
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] What makes th difference in the LIG ice sheet -climate models?Discussion on the LIG model intercomparsion prpject (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: PALSEA 2015 Meeting
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所(柏市）
  • 年月日: 2015-07-22 – 2015-07-25
  • 国際学会
• [学会発表] Towards understanding and modeling the atomosphere-ocean-ice sysytem of Glacial-Interglacial cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: IUGG General Assembly 2015
  • 発表場所: Prague Congress Centere(チェコ.プラハ）
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-07-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 大気海洋結合モデルと氷床モデルによる南極海洋および氷床の古気候における役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: 日本地球惑星連合大会2016
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [学会発表] ISMIP6: Ice Sheet Model Intercomparison Project for CMIP6 (2015)
  • 著者名/発表者名: Sophie Nowicki, Tony Payne, Eric Larour , Ayako Abe Ouchi
  • 学会等名: EGU General Assembly 2015
  • 発表場所: オーストリアセンター(オーストリア、ウイーン）
  • 年月日: 2015-04-12 – 2015-04-17
  • 国際学会
• [学会発表] Hysteresis and Feedback of ice sheet response (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi, A.,
  • 学会等名: AGU 2014 Meeting
  • 発表場所: Moscone Center(米、サンフランシスコ）
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Glacial Atlantic Overturning in CMIP/PMIP models controlled by the Southern and Northern high latitude changes (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi, A.,
  • 学会等名: AGU 2014 Meeting
  • 発表場所: Moscone Center(米、サンフランシスコ）
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
  • 国際学会
• [学会発表] Modelling Antarctic ice shelf melting under LGM and doubled CO2 climate using ice shelf-ocean model and climate mode (2014)
  • 著者名/発表者名: 小長谷貴志
  • 学会等名: AGU 2014 Meeting
  • 発表場所: Moscone Center(米、サンフランシスコ）
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
  • 国際学会
• [学会発表] Past atmospheric krypton and xenon over the last 24 ka from trapped air in the WAIS Divide ice core: A potential constraint (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二
  • 学会等名: 2014 WAIS Divide Ice Core Science Meeting
  • 発表場所: Scripps Seaside Forum(米、カルフォルニア州ラ.ホーヤ市）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-24
  • 国際学会
• [学会発表] 南極氷床コア高解像度大気組成分析に基づく退氷期における (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: 日本雪氷学会 2014年大会
  • 発表場所: 八戸工業大学(青森県）
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-23
• [学会発表] ドームふじ氷床コアの年代決定と北半球海底同期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二
  • 学会等名: 日本雪氷学会 2014年大会
  • 発表場所: 八戸工業大学(青森県）
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-23
• [学会発表] 最終間氷期のグリーンランド氷床と極域気温増幅：植生の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: 日本地球惑星連合大会2014
  • 発表場所: パシフィコ ヨコハマ(横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] 過去千年の気候と二酸化炭素濃度のモデリングの初期的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子
  • 学会等名: 日本地球惑星連合大会2014
  • 発表場所: パシフィコ ヨコハマ(横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [備考] 阿部彩子研究室
  • URL: http://ccsr.aori.u-tokyo.ac.jp/~abeouchi/