共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 両極海氷域における海氷・海洋の観測モデル融合研究
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 苫小牧工業高等専門学校
研究代表者／職名 特命助教
研究代表者／氏名 柏瀬陽彦

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 西野茂人 海洋研究開発機構 主任技術研究員

2

 伊東素代 海洋研究開発機構 技術研究員

3

 渡邉英嗣 海洋研究開発機構 研究員

4

 草原和弥 海洋研究開発機構 研究員

5

 中野善之 海洋研究開発機構 技術研究員

6

 上野洋路 北海道大学大学院水産科学研究院 准教授

7

 野村大樹 北海道大学大学院水産科学研究院 助教

8

 漢那直也 東京大学大気海洋研究所 学振特別研究員

9

 中野渡拓也 北海道区水産研究所 主任研究員

10

 川口悠介 東京大学大気海洋研究所 助教

11

 川合美千代 東京海洋大学 准教授

12

 大橋良彦 東京海洋大学 博士研究員

13

 溝端浩平 東京海洋大学 助教

14

 北出裕二郎 東京海洋大学 教授

15

 田村岳史 国立極地研究所 准教授

16

 伊藤優人 海洋研究開発機構 ポスドク研究員

17

 大島慶一郎 北大低温研

18

 青木茂 北大低温研

19

 平野大輔 北大低温研

20

 中山佳洋 北大低温研

研究目的 南北両極域は地球温暖化の影響を顕著に受けており、海氷減少や棚氷流出の加速など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南大洋、北極海、およびオホーツク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.フィヨルド内部の水塊特性および、それに対する氷河融解水の役割を明らかにすることを目指し、グリーンランド北西のボードインフィヨルドにおいて夏季（2014年および2016年）に実施された海洋観測データを解析した。観測データに数値モデルを組み合わせることで海水に占める融解水の割合を推定し、その年による違いがフィヨルド内部の成層状態によって決まることも示した。

2. フィヨルドにおける鉄供給プロセスでの氷河融解水の役割を明らかにすることを目的として、グリーンランド北西のボードインフィヨルドで2017年夏季に実施された海洋観測データを解析した。観測データからは、融解水の流入に伴って鉄が豊富な湧昇プルームが形成していることが確かめられ、プルーム水によるフィヨルド外部への鉄輸送量も見積もられた。

3. 東南極リュッツォ・ホルム湾において2017年夏季に砕氷艦「しらせ」による海洋観測を実施し、東南極白瀬氷河において南向きの暖かい海水流入によって棚氷底面融解が駆動されていることを示した。また、卓越風（東風）の強さが暖水の流入量や棚氷の底面融解率をコントロールすることも観測データおよび数値モデルから示された。

4. 2009年夏季の東南極ケープダンレーポリニヤにおいて実施された係留観測データに炭酸系パラメタリゼーションを適用することにより、この海域で夏季に大気中のCO2が海洋に吸収されること、溶存無機炭酸（DIC）濃度の低い陸棚水が大陸斜面に沿って分布していることが示された。さらに、ケープダンレーポリニヤでの生物活動による炭素消費量を簡略化したモデルを使用して見積もった。

5. 衛星高度計データを使用して開水面および海氷域での海面力学高度場を推定し、南極海インド洋セクターにおいて低圧性の渦列が存在することを示した。また、ビンセネス湾に着目し、渦による南極底層水および周極深層水の絶対速度・輸送量を高度場データから見積もった。衛星観測から得られた南極底層水の流動速度は係留観測データとも整合的であった。

6. 全球海氷生産量の長期変動を明らかにするため、衛星マイクロ波放射計SSM/Iを使用した薄氷厚アルゴリズムを開発した。本アルゴリズムは海氷タイプ、特に混合氷を識別することで海域やセンサーに依存せずに薄氷厚を推定することが可能であり、より高分解能なMODISやAMSRシリーズから得られた薄氷厚分布とも良い一致を示した。
　　
成果となる論文・学会発表等 [1] Ohashi， Y.， et al. Vertical distribution of water mass properties under the influence of subglacial discharge in Bowdoin Fjord， northwestern Greenland， Ocean Sci.， 16， 545–564， 2020.

[2] Kanna， N.， et al. Iron supplied by subglacial discharge into a fjord near the front of a marine-terminating glacier in northwestern Greenland. Global Biogeochem. Cycles， 34， e2020GB006567， 2020.

[3] Hirano， D.， et al. Strong ice-ocean interaction beneath Shirase Glacier Tongue in East Antarctica. Nat. Comm.， 11:4221， 2020.

[4] Murakami K，et al. Strong biological carbon uptake and carbonate chemistry associated with dense shelf water outflows in the Cape Darnley polynya， East Antarctica. Marine Chem.， 225， 103842， 2020.

[5] Mizobata， K.， et al. The cyclonic eddy train in the Indian Ocean sector of the Southern Ocean as revealed by satellite radar altimeters and in situ measurements. J. Geophys. Res. Oceans， 125， e2019JC015994， 2020.