共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 高緯度海域における海氷消長と海洋循環の季節・年々変化
研究代表者／所属 国立極地研究所
研究代表者／職名 助手
研究代表者／氏名 牛尾収輝

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 青木茂 国立極地研究所 助手

2

 島田浩二 海洋科学技術センター 研究員

3

 伊東素代 海洋科学技術センター 研究員

4

 深町康 北大低温研

研究目的 寒冷な高緯度海域では，大気海洋間のエネルギー・物質交換に海氷過程が寄与する．衛星リモートセンシングによって海氷域の常時監視が可能となりつつある．しかし，氷厚や氷上積雪などの海氷特性や海洋中・深層の循環構造を把握するためには，現地観測が不可欠である．そこで，既存の現地観測データを衛星情報と共に多角的に解析し，海氷消長と海洋循環の実態と関連，変動過程の解明を本研究の目的とする．オホーツク海，北極圏海域，南大洋を主な対象とし，海氷分布の季節・年々変化や海洋構造・循環の特性を見出す．大気場や海洋混合層の特徴を反映する海氷分布から，高緯度海域の環境変化を探る．
　　
研究内容・成果 　まず，北極圏海域の最近の研究として次の知見が得られた．西部北極海海盆域では，2つの水温極大（ベーリング夏季水/約30-60m深，大西洋水/約300-500m深）があり，これら2つの水温極大層からの海洋熱塩フラックスはそれぞれの直上にあるマッケンジー水（30m以浅），冬季陸棚水（100-200m）により形成される塩分躍層により抑止される構造になっている．しかし，このバランスが崩れると，下層からの海洋熱フラックスの増大による海氷生成率の低下や混合層の発達により海氷変動が生じる．このような構造の破綻が生じやすい海域はベーリング夏季水による暖水プールが形成されるNorthwind Ridgeであり，同海域は西部北極海で最も海氷変動の大きい海域でもある．2002年には海洋科学技術センターはカナダと共同で同海域における融解期から融解後にかけての集中観測を行った．2002年は西部北極海で最も海氷が後退した年で，海氷後退が生じた領域と夏季太平洋水の高水温域分布は一致していることが確認された．このことから，西部北極海では太平洋水の変動が海氷変動をコントロールする重要な要素の1つであることが示唆された．
　次に南極域では，東経40度付近のリュツォホルム湾定着氷が過去6年間にわたって毎年，崩壊と流出を繰り返していることが衛星観測で確かめられた．この流出要因を調べた結果，地上風系と海氷上積雪深に顕著な偏差が見られ，南方風の吹く頻度が平年より高く，且つ積雪の少ない年が数年間続いた時期に定着氷の流出が頻発していることがわかった．さらに沖合流氷域の氷縁位置や密接度の違いが，沿岸定着氷の安定性に影響を及ぼす可能性も示唆された．今後，流氷の動態や潮位変動の効果も考慮して解析を進めていく．
　オホーツク海では最近，海氷厚プロファイラーの係留観測が行われた．湧別沖を漂流する海氷盤の氷厚や流速の変化を把握する上で貴重なデータが得られ，観測システムの有効性が認識された．
　また，2002年2月から実施予定の南大洋係留観測の準備が進められた．南極底層水に起源を持つ深層水の挙動を明らかにすることを目的として，インド洋区ケルゲレン海台東斜面域で集中的な観測を行う．これは日豪米3国共同で取り組む研究の一環であり，2005年夏季までの間，多点多層の長期係留（流速計，水温塩分センサー，ADCP設置）および複数の船舶を用いた海洋構造の把握を中心に進めていく．
　以上の研究成果をもとに，今後の極域海洋の研究や観測の方向性について検討を行った．また本共同研究を契機として，さらに詳細な研究上の情報交換を進めることとした．