Ice shelf - sea ice- ocean interaction in East Antarctica

2020 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LH湾での海洋観測・測地観測データの解析と衛星・数値モデル解析
白瀬氷河が存在するリュツォ・ホルム湾で取得した海洋観測データの解析から明らかにした白瀬氷河―海洋相互作用に関する研究結果を、海洋―海氷―棚氷結合モデルによる実験結果と比較・統合し、顕著な季節変動を伴う年間を通じた白瀬氷河舌の底面融解プロセスを明らかにした。海洋―海氷―棚氷結合モデルによる実験結果からは、中層での海流の変動が、沖合の暖水のLH湾湾内への流入の変動の決め手となっている事が示唆された。さらにこの数値モデルの結果からは、LH湾で卓越する存在である沿岸定着氷の存在が、大気海洋間の熱交換を遮断して海氷生成を抑制し、これが沖合から白瀬氷河への暖水流入をより強くする（又は暖かいままにしてたどり着く）要因を作っている事が明らかになった。衛星観測、海洋観測、測地観測、数値モデル結果は全て、白瀬氷河の高い底面融解率を示している。
トッテン・ビンセネス域での現場・衛星・モデルのデータ解析
トッテン氷河周辺海域において取得した海洋観測データを解析し、外洋起源の暖水（周極深層水）が陸棚斜面を越えて季節海氷域に該当する陸棚のゆるやかな窪地に侵入して大きく循環し、この水塊が沿岸域に点在する深いトラフに沿ってトッテン棚氷の下へと流入していることが明らかになった。トッテン氷河周辺海域において新たに得られた海底地形により、数値モデルの解析がより現実的なものとなり、その数値モデルの結果が、上記の現場観測データから推測される、トッテン棚氷の底面を融解させる暖水の外洋から南極大陸縁辺への流入・循環プロセスを支持する結果が得られつつある。
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。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Tasmania(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: University of Tasmania
• [Int'l Joint Research] British Antarctic Survey(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: British Antarctic Survey
• [Journal Article] Shoreward intrusion of oceanic surface waters alters physical and biological ocean structures on the Antarctic continental shelf during winter: Observations from instrumented seals (2021)
  • Author(s): Kokubun Nobuo、Tanabe Yukiko、Hirano Daisuke、Mensah Vigan、Tamura Takeshi、Aoki Shigeru、Takahashi Akinori
  • Journal Title: Limnology and Oceanography Volume: 66 Pages: 3740～3753
  • DOI: 10.1002/lno.11914
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Poleward eddy-induced warm water transport across a shelf break off Totten Ice Shelf, East Antarctica (2021)
  • Author(s): Hirano Daisuke、Mizobata Kohei、Sasaki Hiroko、Murase Hiroto、Tamura Takeshi、Aoki Shigeru
  • Journal Title: Communications Earth & Environment Volume: 2 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s43247-021-00217-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Effect of Basal Melting of the Shirase Glacier Tongue on the CO2 System in Lutzow‐Holm Bay, East Antarctica (2021)
  • Author(s): Kiuchi Masaaki、Nomura Daiki、Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Hashida Gen、Ushio Shuki、Simizu Daisuke、Ono Kazuya、Aoki Shigeru
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences Volume: 126 Pages: -
  • DOI: 10.1029/2020JG005762
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modeling intensive ocean cryosphere interactions in Lutzow-Holm Bay, East Antarctica (2021)
  • Author(s): Kusahara Kazuya、Hirano Daisuke、Fujii Masakazu、Fraser Alexander D.、Tamura Takeshi
  • Journal Title: The Cryosphere Volume: 15 Pages: 1697～1717
  • DOI: 10.5194/tc-15-1697-2021
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Improved SSM/I Thin Ice Algorithm with Ice Type Discrimination in Coastal Polynyas (2021)
  • Author(s): Kashiwase Haruhiko、Ohshima Kay I.、Nakata Kazuki、Tamura Takeshi
  • Journal Title: Journal of Atmospheric and Oceanic Technology Volume: 38 Pages: 823～835
  • DOI: 10.1175/JTECH-D-20-0145.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantarctica, an integrated mapping environment for Antarctica, the Southern Ocean, and sub-Antarctic islands (2021)
  • Author(s): Matsuoka Kenichi et al.
  • Journal Title: Environmental Modelling & Software Volume: 140 Pages: 105015～105015
  • DOI: 10.1016/j.envsoft.2021.105015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Recent recovery of Antarctic Bottom Water formation in the Ross Sea driven by climate anomalies (2020)
  • Author(s): Silvano Alessandro、Foppert Annie、Rintoul Stephen R.、Holland Paul R.、Tamura Takeshi、Kimura Noriaki、Castagno Pasquale、Falco Pierpaolo、Budillon Giorgio、Haumann F. Alexander、Naveira Garabato Alberto C.、Macdonald Alison M.
  • Journal Title: Nature Geoscience Volume: 13 Pages: 780～786
  • DOI: 10.1038/s41561-020-00655-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Strong ice-ocean interaction beneath Shirase Glacier Tongue in East Antarctica (2020)
  • Author(s): Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kusahara Kazuya、Ohshima Kay I.、Nicholls Keith W.、Ushio Shuki、Simizu Daisuke、Ono Kazuya、Fujii Masakazu、Nogi Yoshifumi、Aoki Shigeru
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 11 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s41467-020-17527-4
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Continuous winter oceanic profiling in the Cape Darnley Polynya, East Antarctica (2020)
  • Author(s): Aoki Shigeru、Ono Kazuya、Hirano Daisuke、Tamura Takeshi
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 76 Pages: 365～372
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00550-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Marine tardigrades from L?tzow-Holm Bay, East Antarctica with the description of a new species (2020)
  • Author(s): Fujimoto Shinta、Suzuki Atsushi C.、Ito Masato、Tamura Takeshi、Tsujimoto Megumu
  • Journal Title: Polar Biology Volume: 43 Pages: 679～693
  • DOI: 10.1007/s00300-020-02671-w
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Dominating frazil-ice production in a coastal polynya leads to Antarctic Bottom Water formation (2022)
  • Author(s): Ohshima, K. I., Y. Fukamachi, M. Ito, K. Nakata, D. Simizu, K. Ono, D. Nomura, G. Hashida, and T. Tamura
  • Organizer: AGU Ocean Sciences Meeting 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regional East Antarctica simulation with optimized ocean, sea ice, and thermodynamic ice shelf model parameters (2022)
  • Author(s): Hyogo, H., Y. Nakayama, M. Fujii, T. Tamura, and S. Aoki
  • Organizer: AGU Ocean Sciences Meeting 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Airborne-deployed ocean sensors for constraining the bathymetry and ocean state on the Antarctic continental shelf (2021)
  • Author(s): Greenbaum, J. S., D. W. Brown, D. D. Blankenship, L. M. Jong, E. L. Meur, J. L. Roberts, T. Tamura, S. Aoki, B. K. Galton-Fenzi, W. S. Lee, Y. Nakayama, S. Bo, S. T. Yoon, and C. Haas
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Retrieval of Antarctic sea ice surface melt using Sentinel-3 satellite data (2021)
  • Author(s): Istomina, L., G. Heygster, H. Enomoto, S. Ushio, T. Tamura, and C. Haas
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Validation for Ice Flow Velocity of Shirase Glacier Derived from PALSAR-2 Image Correlation (2021)
  • Author(s): Nakamura, K., S. Aoki, T. Yamanokuchi, T. Tamura, and K. Doi
  • Organizer: IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Recent recovery of Antarctic Bottom Water formation in the Ross Sea driven by climate anomalies (2021)
  • Author(s): Silvano, A., A. Foppert, S. R. Rintoul, P. Holland, T. Tamura, N. Kimura, P. Castagno, P. Falco, G. Budillon, A.Haumann, A. N. Garabato, and A. M. Macdonald
  • Organizer: EGU General Assembly 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The 19-year (2002-20) time series of annual sea-ice production in all Antarctic coastal polynyas based on AMSR-E/2 satellite observations (2021)
  • Author(s): Sohey Nihashi, Takeshi Tamura, and Kay I. Ohshima
  • Organizer: 第12回極域科学シンポジウム
• [Presentation] Effects of snow and remineralization processes on nutrients distributions in the multi-year land-fast Antarctic sea ice (2021)
  • Author(s): Reishi Sahashi, Daiki Nomura, Takenobu Toyota, Masato Ito, Manami Tozawa, Pat Wongpan, Kazuya Ono, Daisuke Simizu, Kazuhiro Naoki, Takeshi Tamura, Shigeru Aoki, and Shuki Ushio
  • Organizer: 第12回極域科学シンポジウム
• [Presentation] On-shelf warm water circulation toward Totten Ice Shelf, East Antarctica (2021)
  • Author(s): Daisuke Hirano, Takeshi Tamura, Kazuya Kusahara, Masakazu Fujii, Kaihe Yamazaki, Yoshihiro Nakayama, Kazuya Ono, Takuya Itaki, Yuichi Aoyama, Daisuke Simizu, Kohei Mizobata, Kay I. Ohshima, Yoshifumi Nogi, and Shigeru Aoki
  • Organizer: 第12回極域科学シンポジウム
• [Presentation] 海氷上積雪が東南極多年沿岸定着氷の主要栄養塩の鉛直分布に与える影響 (2021)
  • Author(s): 佐橋 澪志, 野村 大樹, 豊田 威信, 伊藤 優人, Pat Wongpan, 戸澤 愛美, 田村 岳史, 青木 茂, 牛尾 収輝
  • Organizer: 2021年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] 南極海沿岸ポリニヤ域における海氷生産量の変動 (2021)
  • Author(s): 二橋 創平, 田村 岳史, 大島 慶一郎
  • Organizer: 2021年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] Summer carbonate chemistry near the Totten Ice Shelf, Sabrina Coast, East Antarctica (2021)
  • Author(s): Tetsuya Tamura, Daiki Nomura, Daisuke Hirano, Takeshi Tamura, Masaaki Kiuchi, Gen Hashida, Shigeru Aoki, Hiroko Sasaki, Hiroto Murase
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [Presentation] Impact of Antarctic Ice Sheet Melting on the Abyssal Southern Ocean (2020)
  • Author(s): Silvano, A., A. Foppert, S. R. Rintoul, P. Holland, T. Tamura, N. Kimura, P. Castagno, P. Falco, G. Budillon, A.Haumann, A. N. Garabato, and A. M. Macdonald
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of heat and salt flux dataset associated with sea-ice processes in the Antarctic Ocean (2020)
  • Author(s): Sohey Nihashi, Kazuki Nakata, Ryosuke Makabe, Noriaki Kimura, Takeshi Tamura
  • Organizer: 第11回極域科学シンポジウム
• [Presentation] The effect of basal melting of the Totten Ice Shelf on marine biogeochemical components in Sabrina Coast, East Antarctica (2020)
  • Author(s): Tetsuya Tamura, Daiki Nomura, Daisuke Hirano, Takeshi Tamura, Masaaki Kiuchi, Gen Hashida, Shigeru Aoki, Hiroto Murase
  • Organizer: 第11回極域科学シンポジウム
• [Presentation] The Heart of the East AnTarctic CRyosphere-Ocean Synergy System (HEAT-CROSS) (2020)
  • Author(s): Kohei Mizobata, Takeshi Tamura, Daisuke Hirano, and Ryosuke Makabe
  • Organizer: 第11回極域科学シンポジウム
• [Presentation] Oceanic structure of the Vincennes Bay (2020)
  • Author(s): Keishi Shimada, Yujiro Kitade, Kohei Mizobata, and Takeshi Tamura
  • Organizer: 第11回極域科学シンポジウム
• [Presentation] Cosmonaut Sea Meso-scale Oceanic Structure Survey (CoSMOSS) (2020)
  • Author(s): Shigeru Aoki, Daisuke Hirano, Takeshi Tamura, Kohei Mizobata, and Kazuya Kusahara
  • Organizer: 第11回極域科学シンポジウム
• [Presentation] Algal concentration and composition in newly forming sea ice in Antarctic (2020)
  • Author(s): Takahashi, K. D., M. Ito, R. Makabe, T. Tamura, T. Odate, and M. Moteki
  • Organizer: 第11回極域科学シンポジウム
• [Presentation] 東南極トッテン棚氷の底面融解が海洋の炭酸系成分に与える影響 (2020)
  • Author(s): 田村 哲也, 野村 大樹, 平野 大輔, 田村 岳史, 木内 政彰, 橋田 元, 青木 茂, 佐々木 裕子, 村瀬 弘人
  • Organizer: 2020年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] ウェッデルアザラシによる冬期南極海沿岸の海洋観測 (2020)
  • Author(s): 國分 亙彦, 田邊 優貴子, 田村 岳史, Vigan Mensah, 平野 大輔, 青木 茂, 髙橋 晃周
  • Organizer: 2020年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] PALSAR-2による白瀬氷河の流動速度の検証 (2020)
  • Author(s): 中村 和樹, 青木 茂, 山之口 勤, 田村 岳史, 土井 浩一郎
  • Organizer: 2020年度雪氷研究大会
• [Presentation] Oceanographic and geophysical observation campaign off Sabrina Coast, East Antarctica, in 2019/2020 (2020)
  • Author(s): 青木 茂, 田村 岳史, 中山 佳洋, 小野 数也, Wongpan Pat, 山崎 開平, 板木 拓也, 徳田 悠希, 佐々木 聡史, 平野 大輔, 青山 雄一
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] Inflows of offshore-origin warm water toward Totten Ice Shelf region, East Antarctica (2020)
  • Author(s): 平野 大輔, 溝端 浩平, 田村 岳史, 伊藤 優人, 山崎 開平, 國府 陽一郎, 木内 政彰, 村瀬 弘人, 佐々木 裕子, 青木 茂
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] Modeling warm water intrusion into Lutzow-Holm Bay, East Antarctica (2020)
  • Author(s): 草原 和弥, 平野 大輔, 藤井 昌和, Fraser Alexander, 田村 岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] 係留系観測で得られたビンセネス湾沖南極底層水の時系列変化 (2020)
  • Author(s): 溝端 浩平, 北出 裕二郎, 嶋田 啓資, 平野 大輔, 松村 義正, 程 霊巧, 青木 茂, 田村 岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] ポイントセット岬沖で観測された渦の構造と南極底層水の特性について (2020)
  • Author(s): 北出 裕二郎, 溝端 浩平, 平野 大輔, 嶋田 啓資, 青木 茂, 田村 岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会