• 季節海氷域での海氷過程のパラメタリゼーションに関する研究
  （諸物理過程のパラメタリゼーションの高度化(代表：日比谷紀之・東京大学教授)におけるサブテーマ）

• 研究代表者：大島慶一郎（北海道大学 低温科学研究所）

• 研究 参画者：深町康 （北大低温科学研究所）
                    豊田威信 （北大低温科学研究所）
                    二橋創平 （学術研究員 ）　

• 資金：文部科学省・新世紀重点研究創生プラン(RR2002)  人・自然・地球共生プロジェクト

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• 研究目的：

  地球上の海氷域の多くは季節海氷域（冬季のみ海氷がある海域）であり、そこでは海氷面積が大きな年々変動をする。この海域は世界の中層水・底層水が作られる海域であるとともに、(断熱材である海氷の有無によって)大気との熱フラックスアノマリーが非常に大きく出る海域でもあり、赤道域と並んでグローバルな気候変動を決めるキー領域である可能性がある。 　今までの海氷のモデル化は、主に北極多年氷域での観測成果に基づいたものとなっている。多年氷域での海氷の成長・融解過程は、第０近似的には表面で融解・下面で成長するという、鉛直１次元的な考えでよいが、季節海氷域ではこのような考え方が全く当てはまらないことが最近の我々の研究等で明らかになってきた。海氷が融解する過程は、短波放射（日射）がまず海氷の隙間の海洋中に吸収され、その熱が海氷を底面と側面から融解していく過程でほとんどが行われており、融解過程の理解には海氷と海洋を結合した系として扱うことが不可欠である(鉛直１次元的なものでは全くない)。氷盤の厚くなる（海氷成長）過程も、１次元熱力学で決まるというより、氷盤が重なり合って厚くなる過程の方が重要となることが示唆されている。このような融解・成長過程は空間的に不均一に起こるため、モデル化するのは簡単ではない。これら季節海氷域に特徴的な過程をモデルに取り込むのは、サブグリッドスケールでの融解・成長をどうパラメタライズするか、という問題とも言える。 今まで、このような観点でのモデル化はほとんど行われてこなかった。本研究の第一の目的は、現場観測・衛星データの解析・室内実験から、季節海氷域に特徴的な海氷成長・融解過程の実態を把握することである。そして、この実態解明に基づいて海氷過程のモデル化を行う。特に、海氷成長・融解過程のサブグリッドスケール(10-100km)のパラメタリゼーション化ということを念頭において研究を行う。 　海氷域において大気にも海洋にも最も大きなインパクトを与える海域は沿岸ポリニヤ域（海氷が風や海流で運び去られて出来る疎氷域）である。ここでは冬季通常の海氷域より１オーダー大きい熱塩フラックスが生じる。ここでの大きな海氷生産に伴う塩分排出による高密度水形成は中深層水形成の源となる。しかし、基本となる、海氷生産の量やその分布すらわかっていないというのが現実である。加えて、沿岸ポリニヤの空間スケールが数km〜100km（サブグリッドスケール）であるため、今までの気候モデルには沿岸ポリニヤ過程は適切に組み込まれていない。本研究では、衛星データから沿岸ポリニヤでの海氷生産量を可能な限り適切に見積もる手法を確立することもめざす。本研究は、これらの実態把握のうえに、サブグリッドスケールで生ずる沿岸ポリニヤでの海氷生産率・熱塩フラックスのパラメタリゼーションもめざしている。

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