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2016 Fiscal Year Annual Research Report

可聴下波動伝播特性による南極域の多圏融合物理現象解明と温暖化影響評価

Research Project

Project/Area Number 26241010
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

金尾 政紀  国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (40233845)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坪井 誠司  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球情報基盤センター, 部長 (90183871)
平松 良浩  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (80283092)
山本 真行  高知工科大学, システム工学群, 教授 (30368857)
岩田 貴樹  常磐大学, コミュニティ振興学部, 准教授 (30418991)
長尾 大道  東京大学, 地震研究所, 准教授 (80435833)
石原 吉明  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究開発員 (80400232)
豊国 源知  東北大学, 理学研究科, 助教 (90626871)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2019-03-31
Keywords可聴下波動 / 南極域 / 多圏融合物理現象 / 微気圧変動 / 波浪脈動 / 氷河地震 / 波動伝播モデリング / 温暖化
Outline of Annual Research Achievements

極域における可聴下周波数帯域の波動伝播特性による多圏システム間の物理相互作用解明に向けて、平成28年度は以下の内容を実施した。
氷河地震関連では、昭和基地の地震検知率の統計解析を継続し、検知率の季節依存性と気温・海氷・風速データとの相関を詳細に調べた(岩田、他)。南極・昭和基地で2014年に記録された氷震微動について波形・周波数変動の特徴を詳細に分類し(平松、他)、基地の位置する東オングル島での地震アレイデータ解析より、周辺のタイドクラックを起源とするイベント検知を行った(中元、山本、他)。さらに、リュツォ・ホルム湾域の氷山・海氷・氷河変動に伴う高周波共鳴地震微動を衛星データと対比して、定着氷と氷山の衝突等、発生原因について考察した(Kanao, 2017)。
広域解析では昭和基地及び周辺氷床上の微気圧変動アレイ観測データからは、各周波数帯の波動の到来方向推定を行い、リュツォ・ホルム湾の波浪や海氷振動を起源とするイベント検知を行った(Murayama et al., 2017)。その結果、2015年4月の海氷流出時期と震源位置との明瞭な相関が得られた。また、同地域でのインフラサウンドおよび可聴音の比較観測から、氷河崩落に伴うと考えられるイベント検出を行った(山本、石原、他)。
波動伝播モデリングでは、南大洋の脈動による微気圧擾乱の励起様式と、大気-海洋-固体地球間カップリングの、有限要素法による精密モデリングを継続した(松村、他)。また、グリーンランド氷床観測点のノイズ相関解析により、地震表面波の速度変化を元に氷床下部の底面溶解や圧雪状態について、4年半の期間の経年及び季節変化を調べた (豊国、他)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

時系列解析では、昭和基地の微気圧計の2008‐2016年の連続データのスペクトル解析から、脈動と微気圧擾乱の短時間変動、日周・季節変化、並びに長期間の経年変化が得られ、気象データと良い相関が得られた(石原、他)。
氷河地震関連では、昭和基地の地震検知率の統計解析から季節依存性と気温・海氷との相関が詳細に調べられ、また検知地震数の長期変動について検討された。さらに、南極の定常基地及び野外アレイ観測データにより、氷震イベントの同定と分類、震源位置の推定が行われた。南極現地における雪氷圏変動との関連について成果が得られつつある。
広域解析では昭和基地の微気圧変動データから、南大洋波浪や海氷変動の到来方向推定がアレイ解析で行われ、海氷流出イベントとの相関が得られた。リュツォ・ホルム湾域のインフラサウンドおよび可聴音の比較観測からは、氷河崩落に伴うイベント検出が行われた。また、砕氷船「しらせ」船上の南大洋波浪の解析から、船体動揺による高度変化の影響について評価した(柿並、山本、他)。さらに、西南極テラノバ湾の韓国ジャンボゴ基地でのインフラサウンド観測の初期データ解析により、同地域の波浪脈動の変動について考察した(金尾、他)。
波動伝播計算では、多圏間の物理相互作用メカニズム推定のため、大気-海洋のマルチスケール・カップリングのモデリングが行われ、また氷床観測点のノイズ相関解析により、地震表面波の速度変化を元に氷床下部の底面溶解や圧雪状態について、経年及び季節変化が得られた。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度までを継続し、固体地球と大気・氷床・海洋との物理相互作用で生じる波動伝播現象解明を進める。昭和基地と周辺域の微気圧データから、南大洋波浪による脈動の時系列解析、海氷消長に伴う地震動の活動度、等を継続する。また極域に特有な励起源を仮定した波動伝播特性のモデリングと多圏間カップリングを継続して研究する。
時系列解析では、昭和基地の微気圧記録を最新データ(~2017)まで解析し、海洋波浪による微気圧擾乱の振幅・周波数の長期間変動を調べ、気象・海氷データと比較して表層環境の影響を評価する。
氷河地震では、地震検知率の時間変動の統計解析を継続すると共に、気温以外に風向・風速・海氷分布との相関を調べる。また雪氷圏での破壊・衝突現象を起源とする氷震微動の時間空間変動を調べ、表層環境データとの関連を検討する。さらに昭和基地周辺でのアレイデータから、周辺の氷震の検知・到来方向・震源決定を継続して行う。
広域解析では、南極域の微気圧観測データから中規模、及び大規模アレイ解析を行い、小アレイの結果と比較して解析空間スケールの最適化を行う。また、砕氷船「しらせ」船上の南大洋波浪の解析をまとめ、船体動揺による高度変化の影響を除去して波浪起源微気圧変動の緯度分布を推定する。
波動伝播計算では、大気-海洋-固体地球-雪氷圏の多圏間カップリングによる伝搬様式を推定する。特に海岸等の境界条件の推定、データ同化手法導入により、観測データを再現するための現実的なモデルを構築する。また、氷床観測点のノイズ相関解析による、氷床下部の底面溶解や圧雪状態の経年・季節変化について、さらにデータ解析を継続する。

  • Research Products

    (34 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] GEUS(Denmark)

    • Country Name
      Denmark
    • Counterpart Institution
      GEUS
  • [Int'l Joint Research] IRIS/PASSCAL/Columbia University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      IRIS/PASSCAL/Columbia University
  • [Int'l Joint Research] ETHZ(Switzerland)

    • Country Name
      Switzerland
    • Counterpart Institution
      ETHZ
  • [Int'l Joint Research] GFZ, Potsdam(Germany)

    • Country Name
      Germany
    • Counterpart Institution
      GFZ, Potsdam
  • [Int'l Joint Research] NORSAR(Norway)

    • Country Name
      Norway
    • Counterpart Institution
      NORSAR
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      5
  • [Journal Article] Characteristics of seismic wave propagation of harmonic tremors observed at the margin in the Lutzow-Holm Bay, East Antarctica2017

    • Author(s)
      Kanao, M.
    • Journal Title

      Earthquakes - Tectonics, Hazard and Risk Mitigation, ISBN 978-953-51-2886-1, Rijeka, Croatia, InTech. Publisher

      Volume: 4 Pages: 71-85

    • DOI

      10.5772/66090

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Infrasound signals and their source location inferred from array deployment in the Lutzow-Holm Bay region, East Antarctica: 2015 January - June2017

    • Author(s)
      Murayama, T., M. Kanao, M.-Y. Yamamoto and Y. Ishihara
    • Journal Title

      Inter. J. Geosci.

      Volume: 8 Pages: 181-188

    • DOI

      10.4236/ijg.2017.82007

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Seismological Bulletin of Syowa Station, Antarctica, 20142016

    • Author(s)
      Masunaga, T. and M. Kanao
    • Journal Title

      JARE DATA REPORTS (Seismology 50)

      Volume: 354 Pages: 1- 218

    • DOI

      10.15094/00013523

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 砕氷船アラオンでの韓国・ジャンボゴ基地探訪 - 西南極テラノバ湾周辺の最新トッピクス -2016

    • Author(s)
      金尾政紀
    • Journal Title

      極地

      Volume: 102 Pages: 39-50

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Does seismology enable long-term monitoring of ice sheet?2016

    • Author(s)
      Toyokuni, G., Takenaka, H., Takagi, R., Kanao, M., Tsuboi, S. and Tono, Y.
    • Organizer
      第7回極域科学シンポジウム、OG-02
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(立川・東京)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [Presentation] 南極におけるインフラサウンドおよび可聴音の比較観測2016

    • Author(s)
      反町玲聖、山本真行、金尾政紀、村山貴彦、石原吉明、竹内由香里
    • Organizer
      第7回極域科学シンポジウム、OG-P01
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(立川・東京)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [Presentation] 南極昭和基地で記録された氷震微動の分類2016

    • Author(s)
      田中佑弥、平松良浩、石原吉明、金尾政紀
    • Organizer
      第7回極域科学シンポジウム、OG- P03
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(立川・東京)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [Presentation] 南極・昭和基地における地震モニタリング観測 - 遠地地震検知率の長期変動と表層環境 -2016

    • Author(s)
      金尾政紀、坪井誠司、Dmitry Storchak
    • Organizer
      第7回極域科学シンポジウム、S-P15
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(立川・東京)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [Presentation] 南極・昭和基地周辺域でのインフラサウンドモニタリング観測 - 微気圧変動シグナルの長期トレンドと震源の推定 -2016

    • Author(s)
      金尾政紀、山本真行、村山貴彦、石原吉明、柿並義宏、岡田和見、宮町宏樹、中元真美、竹内由香里、松島 健、戸田 茂
    • Organizer
      第7回極域科学シンポジウム、S-P16
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(立川・東京)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [Presentation] 東南極リュツォ・ホルム湾周辺域での特徴的な多重共鳴的地震微動2016

    • Author(s)
      金尾政紀
    • Organizer
      第7回極域科学シンポジウム、S-P17
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(立川・東京)
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [Presentation] グリーンランド地殻浅部の経年的地震波速度変化2016

    • Author(s)
      豊国源知、竹中博士、高木涼太、金尾政紀、坪井誠司、東野陽子
    • Organizer
      日本地震学会2016 年度秋季大会、S19-03
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋・愛知)
    • Year and Date
      2016-10-05 – 2016-10-07
  • [Presentation] Long-term seismic monitoring since IGY, data archives and publication of Syowa Station, East Antarctica2016

    • Author(s)
      Kanao, M.
    • Organizer
      The International Conference on Data Sharing and Integration for Global Sustainability (SciDataCon), Polar Data in the Global System O7
    • Place of Presentation
      Denver Downtown Hotel (Denver, Colorado, USA)
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristic seismic tremors with harmonic overtones in the Lutzow-Holm Bay, East Antarctica: 2014-20152016

    • Author(s)
      Kanao, M.
    • Organizer
      XXXIV SCAR Open Science Conference, S08-04
    • Place of Presentation
      Kuala Lumpur convention center (Kuala Lumpur, Malaysia)
    • Year and Date
      2016-08-20 – 2016-08-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cryoseismological study in Eastern Dronning Maud Land and Greenland2016

    • Author(s)
      Kanao, M.
    • Organizer
      Japan-Norway Arctic Science and Innovation Week 2016, Program for “Session 4; Climate processes and the role of Antarctica in the global climate system"
    • Place of Presentation
      Tokyo International Exchange Center (Tokyo, Japan)
    • Year and Date
      2016-06-02 – 2016-06-03
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristic seismic tremors with harmonic overtones in the Lutzow-Holm Bay, East Antarctica: 2014-20152016

    • Author(s)
      金尾 政紀
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-03
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IGCP-559: Crustal Architecture and Images; Structural controls on landscapes, resources and hazards2016

    • Author(s)
      金尾 政紀
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MIS02-P01
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-period teleseismic detectability and its response to cryosphere variation around Syowa Station, Antarctica since 19672016

    • Author(s)
      金尾 政紀
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P01
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical modeling of microbarometric and microseismic oscillations due to ocean surface waves2016

    • Author(s)
      松村 充、金尾 政紀
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-09
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A review of seismicity, structure and tectonics in the Arctic region2016

    • Author(s)
      戸田 茂、金尾 政紀、豊国 源知、坪井 誠司
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P07
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Classification of ice tremor recorded at Syowa Station in Antarctica2016

    • Author(s)
      田中 佑弥、平松 良浩、石原 吉明、金尾 政紀
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P02
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seismic interferometry using broadband continuous seismic waveform data from the Greenland ice sheet2016

    • Author(s)
      豊国 源知、竹中 博士、金尾 政紀、坪井 誠司、東野 陽子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-06
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 極域でのインフラサウンド・地震計で観測される非線形波動の比較2016

    • Author(s)
      金尾 政紀、山本 真行、石原 吉明、村山 貴彦、松島 健、松村 充
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT31-01
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristics of seismic waveform recorded by seismic array at East Ongul Island, Antarctica2016

    • Author(s)
      中元 真美、宮町 宏樹、松島 健、金尾 政紀、山本 真行
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P03
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-Sphere interactions in the coastal and marine environment inferred from infrasound and seismic data at Teranova Bay, west Antarctica2016

    • Author(s)
      村山 貴彦、金尾 政紀、石原 吉明、山本 真行、大井 琢磨
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P05
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seismic observations in Greenland by a joint USA and Japanese GLISN team (2011-2015)2016

    • Author(s)
      豊国 源知、Childs Dean、金尾 政紀、東野 陽子、姫野 哲人、坪井 誠司
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P06
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 東南極リュツォ・ホルム湾で捉えたインフラサウンド・シグナルと表層環境2016

    • Author(s)
      村山 貴彦、金尾 政紀、山本 真行、石原 吉明、松島 健、柿並 義宏、中元 真美、竹内 由香里
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会、MTT05-P04
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉・幕張)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CHARACTERISTIC ATMOSPHERE AND OCEAN INTERACTIONS IN THE COASTAL AND MARINE ENVIRONMENT INFERRED FROM INFRASOUND DATA AT TERANOVA BAY, WEST ANTARCTICA2016

    • Author(s)
      Kanao, M., Park, Y., Murayama, T., Lee, W. S., Yamamoto, M.-Y., Yoo, H. J., Ishihara, Y., Kim, J. S., Oi, T and Jung, J. H.
    • Organizer
      The 22nd International Symposium on Polar Sciences (ISPS), PS-006
    • Place of Presentation
      Korea Polar Research Institute (Incheon, Repubic of Korea)
    • Year and Date
      2016-05-10 – 2016-05-11
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] JpGU-AGU joint session, M-TT05; Cryoseismology2016

    • Place of Presentation
      Makuhari Messe (Makuhari, Chiba, Japan)
    • Year and Date
      2016-05-26 – 2016-05-26

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-01-28  

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