【研究領域課題番号】22H01296 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北極海 / 地球温暖化 / 海氷減少 / 乱流 / 熱収支

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2022-04-01 - 2026-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】気象・海洋物理・陸水学

【研究領域課題番号】17KK0083 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北極海 / 海氷変動 / 地球温暖化 / 熱収支 / 乱流混合 / 内部重力波 / 海氷減少 / 乱流 / 熱塩収支 / 海洋乱流 / 北極海中央海盆域 / MOSAiC / 山岳波 / 海氷変形率 / 渦相関法 / 乱流熱フラックス / 近慣性内部重力波

【研究成果の概要】

地球温暖化の北極海への影響を調査するべく、ドイツの砕氷船を用いた国際観測プロジェクト「MOSAiC」に参加し、計画通りの海氷・海洋の物理プロセスに関する現場調査を実施した。本プロジェクトでは、海水と熱の動きを高頻度に観測するシステムを用いて、海氷直下の熱輸送に関する正確な調査を行った。この調査から海氷が融解してできた低塩分な表層水が、海水が再び結氷するための重要な要素であることが実証された。低塩な解け水があることによって、海水の結氷点が通常の海水よりも高く（0℃に近い）なるため、わずかな冷却でも結氷可能となる。

【研究の社会的意義】

北極海で進行している海氷量の変動（主に減少）は、地球温暖化のグローバルな影響を示す上でもっとも象徴的な事象と言えます。今後の北極海の海氷変動を予測する上で、現場調査から得られる知見はもっとも重要な鍵となります。本研究では、ドイツの砕氷船（Polarstern号）を用いた国際的な観測プロジェクト「MOSAiC」に参加することで、海氷と海洋の間で起きる熱や運動量のやりとりに注目し、海氷変動の実態を明らかにするための現地調査を行いました。

【研究種目】国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

【研究期間】2018 - 2021

【配分額】14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)

【研究分野】気象・海洋物理・陸水学

【研究領域課題番号】16K21700 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北極海 / 慣性振動 / 内部重力波 / 海水 / 乱流混合 / エネルギー散逸 / ウェーブレット / 海氷 / 北極海・チャクチ海台 / 近慣性内部重力波 / エネルギーカスケード / 渦ー波ー乱流の相互作用効果 / 海氷減少 / 地球温暖化 / 海洋物理 / 海洋乱流 / 気候変動

【研究成果の概要】

本研究では、北極海における海氷変動と海洋内部の乱流混合エネルギーについて実態を解明すべく、船舶や係留系を用いた観測を執り行った。海氷が著しく後退する西部北極海に設置した係留系のデータを解析した結果、元来、海洋の乱流エネルギーが小さいと考えられている海域であるにもかかわらず、顕著な内部波や混合エネルギーの存在が確認された。これは、海氷後退の結果、大気と海洋間で熱や運動量の交換が拡大していることに起因する。この変化は、海氷が比較的少ない初夏や結氷初期に、海氷が風に対して敏感に応答することで、海洋上層に同じ周期の波動が発生し、下方伝搬した結果と考えられる。

【研究の社会的意義】

上述のように、地球温暖化の影響で海氷が著しく減少し続ける北極海において、海洋が大気に接する時間が増加することは自明である。変化が著しい北極海において、海洋がこの変化にどのように応答しているのか？と言う問いに対して、係留系を用いた直接的な海氷や海洋流速の現場観測を執り行い、通年におよぶ貴重な実測データを取得した。その詳細なデータ解析から、北極海の海洋では、地球温暖化に端を発した海氷減少の影響がすでに中・深層にまでおよび始めていることを提示できた点は、学術コミュニティのみならず社会全体に与える影響力は決して小さくないと考える。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】22221003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北極海 / 海洋生態系 / セジメントトラップ / 海氷海洋物理モデル / 海氷融解 / メソスケール渦 / セジメントトラップ係留系 / 海氷減少 / 海洋酸性化 / 国際情報交換 / カナダ / 円石藻 / 浮遊性有孔虫 / 生態系モデル / Emiliania huxleyi

【研究成果の概要】

近年、海氷融解が最も激しく生じている西部北極海において、海氷減少に伴う低次生態系の生産量変化を時系列に把握し、海洋生態系モデルにこれら現場データを組み込み、低次生物の生産変化の再現や魚類資源の応答の予測を目的として研究を実施してきた。特筆すべき成果として、冬季の海氷下において生物由来粒子が多く沈降しており、海洋中の渦と循環を介した陸棚起源水の輸送が重要であることがわかってきた。またモデルによる理想化実験の結果、陸棚からの輸送が海氷減少によって活発化していることがわかった。以上の知見は、海氷に覆われているため生物にとって不毛の地と見なされていた北極海盆域で生息環境が向上していることを意味する。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】197,990千円 (直接経費: 152,300千円、間接経費: 45,690千円)