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気候・海洋・氷床変動の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26241011
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 川村 賢二 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (90431478)
• 研究分担者: 堀内 一穂 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (00344614) ; 本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099) ; 藤田 秀二 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (30250476) ; 阿部 彩子 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30272537)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 南極ドームふじ氷床コア / 気候変動 / 環境変動 / 退氷期 / 氷期・間氷期サイクル / 古気候・古環境 / 海水準

研究実績の概要

平成26年度には、氷床コアからの気体抽出と温室効果ガス分析の効率化および省試料化のため、空気抽出装置および測定装置の改良を実施した。また、希ガスの抽出および分析、のための技術開発を実施した。氷床コアの連続解析によるメタン濃度分析については、レーザーキャビティリングダウン式メタン濃度測定装置を連続融解装置に接続し、南極の氷床コアの実サンプルを用いた試験分析を順調に実施した。また、南極ドームふじ氷床コアの切削法気体分析に必要な試料数量を検討したうえで、アイスコアコンソーシアムの気体解析研究グループにおいて申請書を議論した。特に二酸化炭素の過去2回の退氷期における濃度復元のための分析を計画した。
他のコアとの年代比較について、ドームふじコアとドームCコアの火山シグナルを用いた対比を実施するとともに、第1期および第2期ドームふじコアの物理計測を進め、データを取得・整備した。これによって欧州で構築されたAICC2012年代との22万年前以降における対比が可能となった。WAIS-Divideコアとの年代対比については、初期作業としておおまかな最終退氷期における対比作業を行った。宇宙線生成核種を用いた年代対比については、ベリリウム１０の測定とともに最終退氷期におけるフラックス計算方法の検討を行った。これらと並行して、ドームふじ氷床コアのO2/N2比によるタイムマーカーから深度－年代プロファイルを連続的に計算する手法を連携研究者とともに行った。
数値モデルについては、北半球氷床モデルの長期積分を試行するとともに、退氷期とバイポーラーシーソーの関連を検討するため、全球気候モデルによる複数の背景気候の再現と熱塩循環強度の検討を実施した。

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

おおむね研究計画に沿って進捗している。氷床コア分析については技術開発が順調に進んだ。希ガスに関しては若干遅れがあるが、メタン連続解析の開発を優先し想定以上の進捗を得たため優先度を変更したためである。また、コア申請がこれからの部分もあるが、ドームふじコアの研究コミュニティ全体の解析計画と関連して検討を続けているためであり問題ではない。
年代同期については特に大きな進展があり、深層氷床コア間の22万年前以降について1400点あまりの対比点を構築できたことは画期的である。ベリリウム１０については炭素１４との退氷期における対比に向けたデータ整備を順調に行った。ドームふじコアの年代計算手法についても十分な進展があった。
数値モデルについても気候・氷床モデルとも順調に進捗し、特に、氷床形状やCO2濃度に対する気候応答の調査に進展があった。

今後の研究の推進方策

今後とも研究計画に従って進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Variations in global methane sources and sinks during 1910-2010 (2015)
  • 著者名/発表者名: Ghosh, A., Patra, P. K., Ishijima, K., Umezawa, T., Ito, A., Etheridge, D. M., Sugawara, S., Kawamura, K., Miller, J. B., Dlugokencky, E. J., Krummel, P. B., Fraser, P. J., Steele, L. P., Langenfelds, R. L., Trudinger, C. M., White, J. W. C., Vaughn, B., Saeki, T., Aoki, S. and Nakazawa, T.
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 15 ページ: 2595-2612
  • DOI: 10.5194/acp-15-2595-2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differentiating bubble-free layers from melt layers in ice cores using noble gases (2015)
  • 著者名/発表者名: Orsi, A.J., K. Kawamura, J.M. Fegyveresi, M.A. Headly, R.B. Alley and J.P. Severinghaus
  • 雑誌名: J. Glaciol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Volcanic synchronization of Dome Fuji and Dome C Antarctic deep ice cores over the past 216 kyr (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujita, S., F. Parrenin, M. Severi, H. Motoyama and E. Wolff
  • 雑誌名: Clim. Past Discuss. 巻: 11 ページ: 407-445
  • DOI: 10.5194/cpd-11-407-2015
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Climate dependent contrast in surface mass balance in East Antarctica over the past 216 kyr (2015)
  • 著者名/発表者名: Parrenin, F., S. Fujita, A. Abe-Ouchi, K. Kawamura, V. Masson-Delmotte, H. Motoyama, F. Saito, M. Severi, B. Stenni, R. Uemura and E. Wolff
  • 雑誌名: Clim. Past Discuss. 巻: 11 ページ: 377-405
  • DOI: 10.5194/cpd-11-377-2015
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Cosmic ray event of A.D. 774-775 shown in quasi-annual 10Be data from the Antarctic Dome Fuji ice core (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyake, F., A. Suzuki, K. Masuda, K. Horiuchi, H. Motoyama, H. Matsuzaki, Y. Motizuki, K. Takahashi, and Y. Nakai
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 42 ページ: 84-89
  • DOI: 10.1002/2014GL062218
  • 査読あり
• [雑誌論文] SeaRISE experiment revisited: sources of spread in multi-model projections of the Greenland ice-sheet (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito, F., Abe-Ouchi, A., Takahashi, K., Blatter, H.
  • 雑誌名: The Cryosphere Discuss. 巻: 9 ページ: 1383-1424
  • DOI: 10.5194/tcd-9-1383-2015
  • オープンアクセス
• [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: Aixue Hu, Gerald A. Meehl, Weiqing Han, Bette Otto-Bliestner, Ayako Abe-Ouchi, Nan Rosenbloom
  • 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
• [雑誌論文] Insights from antarctica on volcanic forcing during the common era (2014)
  • 著者名/発表者名: Sigl, M., J. R. McConnell, M. Toohey, M. Curran, S. B. Das, R. Edwards, E. Isaksson, K. Kawamura, S. Kipfstuhl, K. Krüger, L. Layman, O. J. Maselli, Y. Motizuki, H. Motoyama, D. R. Pasteris, and M. Severi
  • 雑誌名: Nature Climate Change 巻: 4 ページ: 693-697
  • DOI: 10.1038/nclimate2293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biological nitrate utilization in south Siberian lakes (Baikal and Hovsgol) during the last glacial period: the influence of climate changes on primary productivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Watanabe Nara, Takahiro Watanabe, Takeshi Kakegawa, Koji Minoura, Akio Imai, Nathalie Fagel, Kazuho Horiuchi, Toshio Nakamura, Takayoshi Kawai
  • 雑誌名: Quaternary Science Reviews 巻: 90C ページ: 69-79
  • DOI: 10.1016/j.quascirev.2014.02.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deglacial ice sheet meltdown: orbital pacemaking and CO2 effects (2014)
  • 著者名/発表者名: Heinemann, M., Timmermann, A., Elison, Timm O., Saito, F., Abe-Ouchi, A.
  • 雑誌名: Clim. Past 巻: 10 ページ: 1567-1579
  • DOI: 10.5194/cp-10-1567-2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling Obliquity and CO2 Effects on Southern Hemisphere Climate during the Past 408 ka (2014)
  • 著者名/発表者名: Axel Timmermann, Tobias Friedrich, Oliver Elison Timm, and Megumi O. Chikamoto, Ayako Abe-Ouchi, Andrey Ganopolski
  • 雑誌名: J. Climate 巻: 27 ページ: 1863-1875
  • DOI: 10.1175/JCLI-D-13-00311.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Hysteresis and feedback of ice sheet response (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi, A., F. Saito and K. Takahashi
  • 学会等名: AGU 2014 Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（米国）
  • 年月日: 2014-12-19 – 2014-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] Orbital tuning of deep ice cores using O2/N2 of trapped air (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kawamura, Shuji Aoki and Takakiyo Nakazawa
  • 学会等名: AGU 2014 Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（米国）
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] A method for dating of Dome Fuji ice core based on a state space modeling (2014)
  • 著者名/発表者名: Shin'ya Nakano, Kazue Suzuki, Kenji Kawamura, Frederic Parrenin, Ayako Abe-Ouchi, Fuyuki Saito, Tomoyuki Higuchi
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 南極およびグリーンランドの氷床コアから見る気候システム変動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 氷期間氷期の海洋深層循環と氷床変動のモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子、大垣内るみ、高橋邦生、多田野シェリフサム、齋藤冬樹、岡顕、吉森正和
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] The influence of glacial ice sheets on Atlantic meridional overturning circulation through atmospheric circulation change under glacial climate (2014)
  • 著者名/発表者名: Sam Sherriff-Tadano, Ayako Abe-Ouchi, Masakazu Yoshimori, Akira Oka, Wing-Le Chan
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 過去24,000年間における大気中クリプトンおよびキセノンの復元 ～平均海水温への制約～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二、Daniel Baggenstos、Jeffrey P. Severinghaus
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 最終氷期および二酸化炭素倍増気候下における南極棚氷底面融解のモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 小長谷貴志、阿部彩子、草原和弥、羽角博康
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 最古の氷の採取可能地域としての、東南極ドームふじ南方の氷床環境 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田秀二、東久美子、川村賢二、本山秀明
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] Continuous measurements of methane mixing ratio from ice cores: method development at NIPR and initial test with the Mizuho ice-core (2014)
  • 著者名/発表者名: Remi Dallmayr, Kenji Kawamura, Rachael Rhodes, Kumiko Goto-Azuma, Vaseilios Gkinis, Kyotaro Kitamura, Motohiro Hirabayashi and Edward J. Brook
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（国立極地研究所）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [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 on mean ocean temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, K.
  • 学会等名: WAIS Divide Ice Core 2014 Science Meeting
  • 発表場所: ラホヤ（米国）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-24
• [学会発表] ドームふじ氷床コアの年代決定と北半球の海底コアとの年代同期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二、青木周司、中澤高清、阿部彩子、齋藤冬樹、ドームふじ氷床コア研究プロジェクト
  • 学会等名: 雪氷研究2014年大会
  • 発表場所: 八戸（八戸工業大学）
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-23
• [学会発表] 極域アイスコアから見た退氷期と間氷期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二、青木周司、中澤高清、Jeffrey P. Severinghaus、Daniel Baggenstos、阿部彩子、齋藤冬樹、ドームふじ氷床コア研究プロジェクト
  • 学会等名: 日本第四紀学会2014年大会
  • 発表場所: 柏（東大柏キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-05 – 2014-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] Dating of the Dome Fuji deep ice core using O2/N2 of trapped gases and synchronization with Northern Hemisphere records (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kawamura, Shuji Aoki, Takakiyo Nakazawa, Ayako Abe-Ouchi, Fuyuki Saito
  • 学会等名: SCAR Open Science Conference
  • 発表場所: オークランド（ニュージーランド）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] Ionic records from Dome Fuji, East Antarctica over the past 700 kyrs and their implications (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Goto-Azuma, Motohiro Hirabayashi, Hideaki Motoyama, Takayuki Miyake, Takayuki Kuramoto Ryu Uemura, Kenji Kawamura, Yoshinori Iizuka, Keisuke Suzuki, Makoto Igarashi, Toshitaka Suzuki Yoshiyuki Fujii, Shinichiro Horikawa, Koji Fujita, Toshimitu Sakurai
  • 学会等名: SCAR Open Science Conference
  • 発表場所: オークランド（ニュージーランド）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] Sensitivity of Response of Greenland Ice Sheet to Global Warming on Surface Mass Balance and Initialization methods (2014)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki SAITO, Ayako ABE-OUCHI, Kunio TAKAHASHI
  • 学会等名: International Symposium on Contribution of Glaciers and Ice Sheets to Sea Level Change
  • 発表場所: シャモニー（フランス）
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-30
• [学会発表] The challenge of modeling the climate of the last glacial-interglacial cycle and millennial climate change as a background for the evolution of modern humans (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi, A., W-L. Chen, R. O’ishi, S. Obrochta, Y. Yokoyama, Y. Kondo, and M. Yoneda
  • 学会等名: EGU General Assembly
  • 発表場所: ウイーン（オーストリア）
  • 年月日: 2014-05-02 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] 南極氷床コアと北半球海底コアの年代同期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二、青木周司、中澤高清、阿部彩子、齋藤冬樹
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] ドームふじアイスコアから得られた長期10Be記録と宇宙線層序学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀内一穂、須口翔太、須田健介、内田智子、阿瀬貴博、横山祐典、村松康行、松崎浩之、本山秀明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [図書] 地球温暖化－そのメカニズムと不確実性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日本気象学会地球環境問題委員会編（川村賢二、阿部彩子、齋藤冬樹を著者に含む）
  • 総ページ数: 168
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 新版 雪氷辞典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日本雪氷学会編（川村賢二、本山秀明、東久美子、藤田秀二を著者に含む）
  • 総ページ数: 315
  • 出版者: 古今書院
• [図書] 地球温暖化の事典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 国立環境研究所地球環境研究センター編著（川村賢二を査読者に、阿部彩子を著者に含む）
  • 総ページ数: 452
  • 出版者: 丸善出版
• [備考] ドームふじ氷床コア研究 アイスコアコンソーシアム
  • URL: http://polaris.nipr.ac.jp/~icc/NC/htdocs/