Ice shelf - sea ice- ocean interaction in East Antarctica

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04710
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 田村 岳史 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (40451413)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 南極 / 氷床-海氷-海洋相互作用 / 定着氷 / 氷床・棚氷融解

Outline of Annual Research Achievements

白瀬氷河及び周辺定着氷融解量の海洋観測データの解析
第31次、32次南極地域観測越冬期間中（1990-92年）にリュツォ・ホルム（LH）湾の広域で実施された海洋観測のデータをもとに、氷河と海洋の相互作用という新たな観点で解析を行った。LH湾の中央部には、白瀬氷河へと続く海底峡谷が存在し、氷河末端近傍では1200m程の水深を有する。海底峡谷内の谷底では、約400m以深に温暖な周極深層水が分布しており、氷河近傍でも0℃を超える温暖な水塊が分布していた。対照的に400m以浅では、海底峡谷内の南北間で顕著な違いが見出された。北側（昭和基地とほぼ同緯度の海域）では、海面から400m深にかけて結氷点近傍の水温一様層が形成されており、これは冬季の対流混合で形成されたことによる典型的な水温構造であると考えられた。一方、南側の白瀬氷河末端近傍では、亜表層200～400m深に特異な特徴が見られ、峡谷内北側と比べて高い水温の水塊が楔状に貫入する構造を呈していた。
この地点における流速の時系列データから、特異的な構造が見られた亜表層では、北向きの流れに伴い高温のシグナルが出現するという関連性が見られた。これらを総合的に解釈した結果、（１）沖合から流入した温暖な周極深層水は、主にLH湾の海底峡谷に沿って白瀬氷河末端域へと流入し、氷河底面を融解させる、（２）周極深層水は底面融解水と混合して変質し、氷河下の亜表層から北向きに流出する、という一連の白瀬氷河と海洋の相互作用が示唆された。氷河底面融解水の特徴として、低温シグナルが比較的顕著となるという解釈が従来あることに対して、「亜表層における特異な高温シグナルは、白瀬氷河底面融解水のシグナルである」という新たな解釈を提示した。

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。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

今後は、前述の【白瀬氷河及び周辺定着氷融解量の海洋観測データの解析】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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Antarctic Climate and Ecosystems CRC(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: Antarctic Climate and Ecosystems CRC
• [Int'l Joint Research] British Antarctic Survey(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: British Antarctic Survey
• [Journal Article] Freshening by glacial meltwater enhances melting of ice shelves and reduces formation of Antarctic Bottom Water (2018)
  • Author(s): Silvano, A., S. R. Rintoul, B. Pena-Molino, W. R. Hobbs, E. van Wijk, S. Aoki, T. Tamura, G. D. Williams
  • Journal Title: Science Advances Volume: 4 Pages: eaap9467
  • DOI: 10.1126/sciadv.aap9467.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Coastal polynyas: Winter oases for subadult southern elephant seals in East Antarctica (2018)
  • Author(s): Labrousse, S., G. Williams, T. Tamura, S. Bestley, J-B. Sallee, A. Fraser, M. Sumner, F. Roquet, K. Heerah, B. Picard, C. Guinet, R. Harcourt, C. McMahon, M. Hindell, and J-B. Charrassin
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21388-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Migratory movements and winter diving activity of Adelie penguins in East Antarctica (2018)
  • Author(s): Takahashi A、Ito M、Nagai K、Thiebot JB、Mitamura H、Noda T、Trathan PN、Tamura T、Watanabe YY
  • Journal Title: Marine Ecology Progress Series Volume: 589 Pages: 227～239
  • DOI: 10.3354/meps12438
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Changes in water properties and flow regime on the continental shelf off the Adelie/George V Land coast, East Antarctica, after glacier tongue calving (2017)
  • Author(s): Aoki, S., R. Kobayashi, S. R. Rintoul, T. Tamura, and K. Kusahara
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 122 Pages: 6277～6294
  • DOI: 10.1002/2017JC012925
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dense Shelf Water spreading from Antarctic coastal polynyas to the deep Southern Ocean: A regional circumpolar model study (2017)
  • Author(s): Kusahara, K., G. D. Williams, T. Tamura, R. Massom, and H. Hasumi
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 122 Pages: 6238～6253
  • DOI: 10.1002/2017JC012911
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sea-ice production in Antarctic coastal polynyas estimated from AMSR2 data and its validation using AMSR-E and SSM/I-SSMIS data (2017)
  • Author(s): Nihashi, S., K. I. Ohshima, and T. Tamura
  • Journal Title: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing Volume: 10 Pages: 3912～3922
  • DOI: 10.1109/JSTARS.2017.2731995
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Meso-zooplankton abundance and spatial distribution off Lutzow-Holm Bay during austral summer 2007-2008 (2017)
  • Author(s): Makabe Ryosuke、Tanimura Atsushi、Tamura Takeshi、Hirano Daisuke、Shimada Keishi、Hashihama Fuminori、Fukuchi Mitsuo
  • Journal Title: Polar Science Volume: 12 Pages: 25～33
  • DOI: 10.1016/j.polar.2016.09.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modeling ocean-cryosphere interactions off Adelie and George V Land, East Antarctica (2017)
  • Author(s): Kusahara, K, H. Hasumi, A. D. Fraser, S. Aoki, K. Shimada, G. D. Williams, R. A. Massom, and T. Tamura
  • Journal Title: Journal of Climate Volume: 30 Pages: 163～188
  • DOI: 10.1175/JCLI-D-15-0808.1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Sea-ice production in Antarctic coastal polynyas estimated from AMSR2 data and its comparison with AMSR-E and SSM/I-SSMIS data (2017)
  • Author(s): Nihashi, S., K. I. Ohshima, and T. Tamura
  • Organizer: IGS International Symposium on Polar Ice, Polar Climate, Polar Change
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Cape Darnley polynya: a case study in landfast sea-ice-coastal polynya interaction (2017)
  • Author(s): Fraser, A., K. Ohshima, S. Nihashi, T. Tamura, K. Nakata, G. Williams, R. Massom, S. Carpentier, S. Willmes
  • Organizer: IGS International Symposium on Polar Ice, Polar Climate, Polar Change
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Estimation of interaction between displacement of fast ice in Lutzow-Holm Bay occurred with breaking away event in 2015 and ice flow velocity of Shirase Glacier using SAR image correlation (2017)
  • Author(s): Nakamura, K., T. Tamura, S. Ushio, S. Aoki, T. Yamanokuchi, and K. Doi
  • Organizer: IGS International Symposium on Polar Ice, Polar Climate, Polar Change
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Research of Ocean-ice BOundary InTeraction and Change around Antarctica (ROBOTICA): a strategy to explore ice-ocean interactions in East Antarctica (2017)
  • Author(s): Aoki, S., and T. Tamura
  • Organizer: AOGS 14th Annual Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Suppression Of Antarctic Bottom Water Formation By Melting Ice Shelves In Prydz Bay (2017)
  • Author(s): Williams, G., L. Herraiz-Borreguero, F. Roquet, T. Tamura, K. Ohshima, A. Fraser, L. Gao, C. Mcmahon, R. Harcourt, and M. Hindell
  • Organizer: AOGS 14th Annual Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Challenge of GTS message transmission in JARE 58 (2017)
  • Author(s): Takeshi Terui, Takeshi Sugimura, Yusuke Baba, Hiroyuki Ogihara, Jun Inoue, Naohiko Hirasawa, Takeshi Tamura, Hideaki Motoyama, Hironori Yabuki
  • Organizer: 第8回極域科学シンポジウム
• [Presentation] 白瀬氷河における氷舌.海洋相互作用の現場観測 (2017)
  • Author(s): 平野 大輔, 田村 岳史, 牛尾 収輝, 大島 慶一郎, 清水 大輔、小野 数也、野口 智英、青木 茂
  • Organizer: 第8回極域科学シンポジウム
• [Presentation] ビンセネス湾沖における巨大係留系による長期観測 (2017)
  • Author(s): 北出 裕二郎, 嶋田 啓資, 溝端 浩平, 青木 茂, 田村 岳史, 千手 智晴, 深町 康, 大島 慶一郎
  • Organizer: 2017年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] 氷変動を軸とした両極の環境変動の解明 (2017)
  • Author(s): 田村 岳史, 溝端 浩平, 渡邉 英嗣, 三瓶 真, 山本 正伸, 野村 大樹, 西岡 純, 渡邉 豊
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] Variability of Antarctic coastal polynyas and their linkage with fast ice revealed from AMSR-E and AMSR2 data (2017)
  • Author(s): 二橋 創平, 大島 慶一郎, 田村 岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] Increasing fresh water impact on Sea Level Rise in Australian-Antarctic Basin (2017)
  • Author(s): 嶋田 啓資, 北出 裕二郎, 青木 茂, 大島 慶一郎, 溝端 浩平, 田村 岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] オーストラリア南極海盆に面した中規模ポリニヤを起源とする南極底層水生成源の可能性 (2017)
  • Author(s): 北出 裕二郎, 嶋田 啓資, 尾方 雄貴, 青木 茂, 小林 大洋, 溝端 浩平, 田村 岳史, 須賀 利雄, 大島 慶一郎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] 白瀬氷河における氷舌ー海洋相互作用の現場観測 (2017)
  • Author(s): 平野 大輔, 田村 岳史, 牛尾 収輝, 大島 慶一郎, 清水 大輔、小野 数也、野口 智英、青木 茂
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会