北極の海氷減少に伴う大気海洋相互作用の変化の観測的研究

与北极海冰减少相关的大气-海洋相互作用变化的观测研究

基本信息

批准号：
13J10583
负责人：
佐藤和敏
金额：
$ 1.79万
依托单位：
National Institute of Polar Research (2015)The Graduate University for Advanced Studies (2014)Hirosaki University (2013)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究では、海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」による北極航海や海外の研究機関が海氷上に設置したブイにより取得された観測データを用いて、海氷減少に伴う大気変動やその大気変動がさらに海氷減少を促進していることを明らかにした。「みらい」は、降水の強さや位置を把握できるドップラーレーダーを搭載しており、2013年に海氷縁域で強い降雪を伴う規模の小さい渦を観測した。氷縁付近では、海氷と海洋の温度コントラストにより、対流が強められる大気場が形成され、強い降雪を伴う渦が発生しやすいことがわかった。これらの現象は、多くの研究で用いられている再解析データや衛星データでは捉えることができず、数値実験を用いた理論的研究がほとんどであったが、観測データから初めて存在を明らかにした。海氷上に設置されたブイでは、海氷や海氷の温度、海氷上の雪の厚さを観測している。これらの観測データから、近年海氷上の雪が厚くなる傾向にあることがわかった。海氷上の雪は、海氷が成長する際に大気へ放出される熱を抑制する役割を持っており、海氷の成長量と密接に関係している。海氷上の雪の増加が海氷成長量へ与える影響を定量的に見積もるため、２次元の簡易モデルを用いた数値実験を行った。このモデルの結果から、最近の海氷上の雪の増加により、海氷の成長が約20%抑制され、薄い海氷が形成されやすくなっていることがわかった。薄い海氷の形成は、冬期の強い低気圧により破壊されやすく、夏期に早期融解を引き起こすことから、最近顕著な海氷減少の一因であると考えられる。以上のことから、近年の海氷減少により強い降雪が発生しやすくなり、海氷上の雪が増加して海氷成長が抑制され、さらに海氷減少を引き起こすメソスケールの正のフィードバックが生じていることがわかった。

根据今年的研究，由于海洋北极航行的海洋研究所“ Mirai”，海冰的观察数据减少了海冰的减少已经揭示了大气波动进一步促进海冰。 “ Mirai”配备了可以掌握降水的强度和位置的多普勒雷达，2013年，观察到海洋冰缘有强降雪的小漩涡。在冰边的附近，海冰和海洋之间的温度对比创造了一个大型对流的机机，并且很可能会发生强大的降雪涡流。这些现象不是通过重新分析的数据和许多研究中使用的卫星数据来捕获的，并且其中大多数是使用数值实验的理论研究，但是首次揭示了这些现象。安装在海冰上的浮标观察了海冰和海冰的温度以及海冰上的雪的厚度。这些观察数据表明，近年来，海冰上的积雪往往更厚。海冰上的积雪具有抑制随着海冰的生长而释放到大气的热量，并且与海冰的生长量密切相关。为了定量估计雪对海冰增长量的影响，使用了两个维简单模型的数值实验。该模型的结果表明，海冰最近的雪增加使海冰的生长降低了约20％，从而使薄海冰更容易形成。薄海冰的形成很可能会因冬季强大的低压而破坏，从而在夏季提早融化，这被认为是海冰的最新原因之一。从上面的角度来看，近年来海冰的减少变得更有可能引起强烈的降雪，增加了海冰的降雪，减少了海冰的生长，并导致中尺度的正反馈，从而导致海冰减少理解。