海洋の南極振動とその気候変動における役割の解明

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南半球の大気変動では、大気再解析データや大気-海洋結合モデルの結果から、南極大陸上と低緯度側とが逆位相で変動する南極振動(AAO)モードが卓越していることが明らかになってきた。こうした大気変動は数十日規模から数十年規模にわたって卓越している。南極海洋においても、これに対応した大規模な変動の存在が予想される。季節内周期帯においては、南極沿岸の水位がコヒーレントに変動することが示された。南極振動の指標であるAAOインデックスと沿岸水位変動は、季節内変動の振幅がともに冬に強い傾向を示す。一方、人工衛星海面高度計により求めた外洋域での水位変動については、AAOインデックスに対する回帰係数は沿岸における値に比べて一桁小さく、応答が南極沿岸域に集中していることを示している。九州大学応用力学研究所と共同で行った再解析データ(ERA40)を用いたモデル実験やGCM(ECCO)によって再現された季節内順圧変動を解析すると、南極振動に対応して、沿岸から水深3000m程度の陸棚斜面上まで同期したコヒーレントな変動が良く再現されていることが分かった。この変動の位相は沿岸で実際に観測された海水位変動のものと一致し、順圧応答の卓越性を示している。次いで十年規模以上の周期帯について、主として日本南極観測のデータに基づいて、インド洋区における水塊変動および力学的高度変動を調べた。亜南極前線以北では表層等密度面上において低塩・低温化傾向が観測された。これは気温の上昇や降水の増加と調和的であると同時に、西風の強化による高緯度からの低塩分水の輸送とも整合的である。この特徴が周極的であるとすれば、観測されているここ20-30年間におけるAAOの強化が関係している可能性が考えられる。今後は現象の周極性を確認すると同時に、底層における水塊変化や大陸斜面域における水塊混合過程とその径年的変化の影響を調べる必要がある。