共同研究推進部

南極海洋－氷床－海氷結合システム

Antarctic Coupled Ocean-Ice System

背景

南極大陸とそれを取り巻く海洋は、海水位や水循環の変化、南極底層水の形成など、グローバルなインパクトを有する領域です。南極の海洋、海氷、氷床・氷河・棚氷そして大気は相互に関係しあいつつ変動しています。低温研の研究者を中心とする研究チームは、南極地域観測 (Japanese Antarctic Research Expedition: JARE) の第９期では重点テーマの一つ ROBOTICA プロジェクトを実施し、南極気候システムの実態把握に努めてきました。低温研は、雪氷、海洋圏やその生物・生態系を中心として、60年以上の歴史をもつ JARE の最初期からその中核の一翼を担ってきた実績をもっています。

目標

これまで分かってきた海洋－氷床－海氷システムの実態と土台にして、その時間的な変動性やグローバルな環境変動との関連性について、さらに研究を発展させます。海洋－氷床－海氷システム間の相互作用メカニズムや海洋・海氷・氷河の十年規模変動の実態とダイナミクスの把握し、熱帯海洋との関連性を明らかにすることを目指します。フィールド観測を中心としつつ、人工衛星観測や数値実験の知見を積極的に活用し、相互にフィードバックしつつ理解の進展を図ります。

海洋－氷床－海氷システムの模式図と着目するプロセス

これまでの成果と今後の計画

フィールド観測を中心とした分野・手法融合型のアプローチにより、システムの相互作用の解明に挑むのが特色としています。これまで、リュツオホルム湾での暖水流入と氷河・棚氷融解¹⁾²⁾、海氷の十年規模の分布・構造変化³⁾、アメリー棚氷からケープダンレーへと続く氷河融解水が底層水形成におよぼす影響 (下図参照)⁴⁾、トッテン氷河前面海域の海底地形構造の把握と暖水流入⁵⁾⁶⁾などに数多くの実績をあげてきました。第10期の JARE 計画にもひきつづき参画しつつ、白鳳丸や諸外国との連携などの JARE 以外の南大洋観測の機会を追求して、南極システムのより広域への影響の調査を目指します。

南極アメリー棚氷とケープダンレーポリニヤ域での通常の夏と暑い夏での海洋状況の違い

参考文献

1. Hirano, D., T. Tamura, K. Kusahara K. I. Ohshima, K.W. Nicholls, S. Ushio, D. Simizu, K. Ono, M. Fujii, Y. Nogi, and S. Aoki. Strong ice-ocean interaction beneath Shirase Glacier Tongue, East Antarctica. Nature Communications, 11, 4221, 2020.
2. Minowa, M., S. Sugiyama, M. Ito, S. Yamane, and S. Aoki. Thermohaline structure and circulation beneath the Langhovde Glacier ice shelf in East Antarctica. Nature Communications 12, 4209, 2021.
3. Aoki, S.. Breakup of land-fast sea ice in Lutzow-Holm Bay, East Antarctica and its teleconnection to tropical Pacific sea-surface temperatures. Geophys. Res. Lett., 44, 3219-3227, 2017.
4. Aoki. S., T. Takahashi, K. Yamazaki, D. Hirano, K. Ono, K. Kusahara, T. Tamura, and G. D. Williams. Warm surface waters increase Antarctic ice shelf melt and delay bottom water formation. Communications Earth & Environment, doi:10.1038/s43247-022-00456-z, 2022.
5. Nakayama, Y. C.A. Greene, F. S. Paolo, V. Mensah, H. Zhang, H. Kashiwase, D. Simizu, J.S. Greenbaum, D.D. Blankenship, A. Abe-Ouchi, and S. Aoki. Antarctic Slope Current modulates ocean heat intrusions towards Totten Glacier. Geophys. Res. Lett., 48 (17), e2021GL094149, 2021.
6. Hirano, D., K. Mizobata, H. Sasaki, H. Murase, T. Tamura, and S. Aoki. Poleward eddy-induced warm water transport across a shelf break off Totten Ice Shelf, East Antarctica. Communications Earth & Environment 2, 153, 2021.

メンバー

• 青木 茂（低温科学研究所）
• 豊田 威信（低温科学研究所）
• 小野 数也（低温科学研究所）
• 平野 大輔（国立極地研究所）
• 田村 岳史（国立極地研究所）
• 草原 和弥（JAMSTEC）
• 中山 佳洋（ダートマス大学）