2012 Fiscal Year Annual Research Report
北極域における積雪汚染及び雪氷微生物が急激な温暖化に及ぼす影響評価に関する研究
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23221004
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
青木 輝夫 気象庁気象研究所, 物理気象研究部, 室長 (30354492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099)
竹内 望 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30353452)
兒玉 裕二 国立極地研究所, 北極観測セ ンター, 准教授 (70186708)
的場 澄人 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (30391163)
山口 悟 独立行政法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究センター, 主任研究員 (70425510)
岩田 幸良 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (70370591)
杉浦 幸之助 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 主任研究員 (80344307)
八久保 晶弘 北見工業大学, 工学部, 准教授 (50312450)
田中 泰宙 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (50435591)
堀 雅裕 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 地球観測研究センター, 研究員 (30509831)
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| Project Period (FY) |
2011-05-31 – 2016-03-31
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| Keywords | 地球温暖化 / 北極 / 積雪汚染 / 雪氷微生物 / 雪氷圏変動 / グリーンランド / 黒色炭素 / エアロゾル |
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| Research Abstract |
(1)グリーンランド地上観測：6月から7月にかけ、北西グリーンランド氷床上標高1,490mとカナック氷帽上標高960m地点に自動気象観測装置を設置した。氷床上では約3週間の放射・雪氷等集中観測を実施した。その結果、積雪中黒色炭素濃度は先行研究の測定値の範囲で、アルベド低下量は1%以下であった。しかし、長距離輸送されにくい粒径5um以上の鉱物性ダストが多く見つかり、これが消耗域における雪氷微生物の栄養塩供給源になっている可能性がある。一方、北西部や南西部における雪氷微生物調査の結果、裸氷域ではシアノバクテリアなどの微生物が大量に見つかり、標高1,250m以下の広範囲で雪氷藻類が繁殖していることが明らかになった。
(2)国内地上観測：札幌、芽室、長岡の3地点における雪面上アルベド観測、地吹雪、積雪不純物濃度観測を行った。また、積雪不純物によるアルベド低下率に重要な役割を持つ積雪粒径を測定するための気体吸着法及び、近赤外反射率測定法の精度向上を図り、相互比較観測を実施した結果、概ね一致することを確認した。
(3)気候モデリング：水平解像度5kmの気象庁非静力学モデルを用いて、氷床表面がグリーンランド全域にわたって融解した2012年7月12日前後の地上気象要素及び、降雨域・降雪域の分布と時間変化を再現した。また、積雪変質モデルを極域用に改良した。さらに、全球エアロゾルモデルを用いて、グリーンランドに沈着するダストエアロゾルの発生源を調べた。
(4)氷床コア掘削：実施時期は2014年度4-5月とし、カナダのレゾリュートから航空機を利用して北西グリーンランド内陸部に掘削機材を輸送することを決定した。
(5)衛星リモートセンシング：現在までに開発した積雪粒径及び積雪不純物濃度抽出アルゴリズムをMODIS衛星データに適用し、グリーンランド現地集中観測データと比較検証したところ、よい一致が見られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2012年度に実施したグリーンランドのキャンペーン観測は、大気、雪氷、生物班共に目的通りの観測を実施することができた。雪氷微生物が広範囲に分布し、アルベドに与える効果が非常に大きいこと、また、栄養塩の供給源が短距離輸送されたダストの可能性があることなどが判明した。また、積雪粒径を求める手法の改良、衛星リモートセンシングアルゴリズム検証も良好な結果が得られた。2012年7月12日にはグリーンランド氷床表面全域で顕著な融解イベントが発生し、気象庁非静力学モデルを用いてこの現象をよく再現できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2013年6-8月にグリーンランドの内陸氷床上及び氷河上において、自動気象観測装置維持、放射、雪氷（20m程度の掘削を含む）、衛星同期、雪氷微生物等のキャンペーン観測を実施する。これらの観測データを用いて、雪氷微生物、積雪変質・アルベドモデル開発及び衛星リモートセンシングアルゴリズムの精度検証及び、改良を行う。また、2014年4－5月に実施する浅層氷床コア掘削のための機材輸送を2013年度中に実施する。一方、国内では積雪粒径測定手法の開発、積雪プロセスモデル開発のための連続観測を実施し、客観的な観測データに基づいた積雪プロセスモデルの検証及びホストモデルへの移植を実施する。
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Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Distribution of antibiotic resistance genes in glacier environments2012
Author(s)
Segawa, T., Takeuchi, N., Rivera, A., Yamada, A., Yoshimura, Y., Barcaza, G., Shinbori, K., Motoyama, H., Kohshima, S., and Ushida, K.
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Journal Title
Environmental Microbiology Reports
Volume: 5
Pages: 127-134
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 雪片含水率の観測とモデル化2013
Author(s)
三隅良平, 本吉弘岐, 山口悟, 中井専人, 石坂雅昭, 藤吉康志
Organizer
降雪に関するレーダーと数値モデルによる研究（第11回）
Place of Presentation
防災科学技術研究所雪氷防災研究センター, 長岡
Year and Date
20130303-20130309
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[Presentation] Mass concentration of snow impurities and snow grain size on northwestern Greenland Ice Sheet: Comparison between retrieval from MODIS and in-situ measurement2013
Author(s)
Kuchiki, K., T. Aoki, H. Motoyoshi, S. Matoba, S. Yamaguchi, T. Tanikawa, M. Niwano, Rigen S., and T. Yamasaki
Organizer
Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR-3)
Place of Presentation
Miraikan, Tokyo, Japan
Year and Date
20130114-20130117
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[Presentation] Numerical simulation of summer snowmelt at SIGMA-A northwestern Greenland during 2012 intensive observations2013
Author(s)
Niwano, M., T. Aoki, S. Yamaguchi, S. Matoba, T. Tanikawa, T. Yamasaki, K. Kuchiki, and H. Motoyama
Organizer
Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR-3)
Place of Presentation
Miraikan, Tokyo, Japan
Year and Date
20130114-20130117
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[Presentation] Meteorological and snow properties measured at SIGMA-A site on northwestern Greenland during drastic melting event in July, 20122012
Author(s)
Aoki, T., S. Matoba, S. Yamaguchi, T. Tanikawa, M. Niwano, H. Motoyama, and K. Kuchiki
Organizer
2012 American Geophysical Union fall meeting
Place of Presentation
Moscone Center, San Francisco, USA
Year and Date
20121203-20121207
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[Presentation] 北極域における積雪汚染及び雪氷微生物が急激な温暖化に及ぼす影響評価に関する研究（SIGMAプロジェクト）の紹介2012
Author(s)
青木輝夫, 朽木勝幸, 庭野匡思, 田中泰宙, 保坂征宏, 橋本明弘, 本山秀明, 兒玉裕二, 植竹淳, 竹内望, 的場澄人, 杉山慎, 山口悟, 本吉弘岐, 岩田幸良, 杉浦幸之助, 八久保晶弘, 堀雅裕, 谷川朋範ほか
Organizer
日本気象学会2012年度秋季大会
Place of Presentation
日本気象学会2012年度秋季大会
Year and Date
20121003-20121005
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[Presentation] 氷河・氷床掘削孔検層観測の精密温度測定技術に関する研究2012
Author(s)
本山秀明, 古崎睦, 高橋弘, 高田守昌, 高橋昭好, 宮原盛厚, 的場澄人, 杉山慎, 飯塚芳徳, 新堀邦夫
Organizer
日本雪氷学会/日本雪工学会, 雪氷研究大会（2012・福山）
Place of Presentation
福山市立大学, 福山
Year and Date
20120923-20120927
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[Presentation] 朽木勝幸, 青木輝夫, 庭野匡思, 兒玉裕二, 岩田幸良, 谷川朋範, 増田一彦, 石元裕史2012
Author(s)
朽木勝幸, 青木輝夫, 庭野匡思, 兒玉裕二, 岩田幸良, 谷川朋範, 増田一彦, 石元裕史
Organizer
日本気象学会2012年度春季大会
Place of Presentation
つくば国際会議場, つくば
Year and Date
20120526-20120529
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