共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 北極域における海氷・海洋の観測モデル融合研究
新規・継続の別 継続（平成30年度から）
研究代表者／所属 海洋研究開発機構
研究代表者／職名 研究員
研究代表者／氏名 渡邉英嗣

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 菊地隆 海洋研究開発機構 センター長

2

 西野茂人 海洋研究開発機構 主任技術研究員

3

 伊東素代 海洋研究開発機構 技術研究員

4

 藤原周 海洋研究開発機構 技術研究員

5

 木村仁 海洋研究開発機構 研究員

6

 小野純 海洋研究開発機構 特任研究員

7

 川口悠介 東京大学大気海洋研究所 助教

8

 中野渡拓也 北海道区水産研究所 主任研究員

9

 上野洋路 北海道大学水産科学研究院 准教授

10

 阿部泰人 北海道大学水産科学研究院 助教

11

 柏瀬陽彦 国立極地研究所 特任研究員

12

 川合美千代 東京海洋大学 准教授

研究目的 北極域は地球温暖化の影響を顕著に受けており、海氷減少に代表されるように、海洋環境も急速に変化している。一方でアクセスが困難などの事情から、現場観測で得られるデータは限られており、数値モデルによる環境変動の再現性もまだ十分とは言えない。本研究課題では、個々の組織単独では実施困難な多角的かつ包括的な視野での北極海を対象とした共同研究を推進し、現場観測と数値モデリングのさらなる融合を目指して、発展的な議論を深めることを目的とする。
　　
研究内容・成果 1．海氷底面に生息する藻類（アイスアルジー）に着目し、北極海における基礎生産量のモデル間相互比較を実施した。解析対象とした1980-2009年においては、長期的な変化よりも年々変動の振幅の方がはるかに大きく、殆どのサブ海域およびモデルで統計的に有意なトレンドは生じていなかった。年間基礎生産量と春先の海氷厚の間には正と負の相関が両方出ていたことから、安定した生息場所と海氷底面への十分な透過光のバランスが高い基礎生産に必要であることが定量的に示された。

2．自動型プロファイリングシステム（MMP）を係留系に取り付け、冬季（2016年12月〜2017 年2月）のバロー峡谷の北西に位置する大陸棚上（Station NBC16）の熱塩分布を計測し、バロー峡谷における係留系観測結果との関係を明らかにした。2017年冬季のバロー峡谷は過去の観測データと比較すると異常に暖かく、かつ北方への流速が大きい状態であったため、NBC地点の水塊特性との相関が高かった。この要因として、冬季の風速場と北太平洋での秋季の高温偏差を指摘した。

3．北極海のボーフォート循環域における貯淡水量に着目し、船舶・係留系・漂流ブイ・衛星データを組み合わせながら2003〜2018年の年々変動を解析した。この海域では1970年代と比較して約40%も貯淡水量が増加している。その要因としては、海氷融解水の増加に加えて、大気場の高気圧性循環（時計回りの海上風）が長く維持されていたことが挙げられる。

4．北海道区水産研究所で開発している海洋モデルに海氷モデルを結合し、北海道大学低温科学研究所が保有している海氷生産量や海氷厚のデータセットを用いた再現性評価に向けて議論を開始した。

5．夏季北極海太平洋セクターでの海氷後退予測を目的として、1979年から現在までの衛星マイクロ波放射計による海氷観測データ（密接度、漂流速度、アルベド、融解量など）を解析した。夏季積算融解量は初夏（5月下旬）の発散や密接度と有意な相関を持つことが示された。現在、それらを用いた積算融解量および秋季密接度分布の予測手法を開発中である。
　　
成果となる論文・学会発表等 Watanabe， E.， Jin， M.， Hayashida， H.， Zhang， J.， and Steiner， N. (2019). Multi-model intercomparison of the pan-Arctic ice-algal productivity on seasonal， interannual， and decadal timescales. J. Geophys. Res. Oceans， 124， doi:10.1029/2019JC015100.

Kimura， S.， J. Onodera， M. Itoh， T. Kikuchi， S. Nishino， Y. Kawaguchi， E. Watanabe， and N. Harada (2019). The warming of the Chukchi slope through the Barrow Canyon outflow in the 2016–2017 winter. J. Geophys. Res. Oceans， 124， doi:10.1029/2019JC015093.

Proshutinsky， A.， R. Krishfield， J. Toole， M.-L. Timmermans， W. Williams， S. Zimmerman， M. Yamamoto-Kawai， T. W. K. Armitage， D. Dukhovskoy， E. Golubeva， G. E. Manucharyan， G. Platov， and E. Watanabe， T. Kikuchi， S. Nishino， M. Itoh， S.-H. Kang， K.-H. Cho， K. Tateyama， and J. Zhao (2019). Analysis of the Beaufort Gyre freshwater content in 2003–2018. J. Geophys. Res. Oceans， 124，doi:10.1029/2019JC015281.