Integrated bio-physical study of multi-decadal variability of Antarctic land-fast sea ice breakup

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沿岸域に発達する定着海氷は極域の熱や物質循環に重要な役割をもつ。特に南極域では、氷河・氷床の流動を抑制する働きや生態系の生息環境の維持など、海洋海氷-氷床相互作用における重要な役割が近年注目を集めており、その物理・生物学的な特性の把握が望まれている。本研究では、これまで申請者がロス海現場観測に基づき開発した放射計による海氷厚および海氷中植物存在量の定式化をベースに、これを他の氷海域に適用して比較検討することで、より汎用性のある氷厚や生物生産量の定式化をめざす。まず、この観測に使用する光学系測器を中心とした観測システムを構築する。これらをもちいて現場海氷でもちいることで実際のスペクトル分布をうると同時に、他の直接的観測手法をもちいて実際の海氷の氷厚・積雪と植物存在量を同時に測定し、これらを比較することで、この関係性の定式化を目指す。本研究では、光学観測により海氷の物理―生物特性を測定する現場観測システムを構築し、このシステムを北海道サロマ湖定着氷域での集中海氷観測に適用した。これにより、海氷下連続スペクトル測定で正規化したスペクトル変化指数とアイスアルジーの生物量との関係を求めた。物理パラメータと生物量との間には一定の関係性が得られたが、その関係性はこれまで極域において先行研究が求めたものとは異なることが分かった。また、同観測システムを南極リュツォホルム湾およびトッテン氷河沖海域の多年氷域において運用し、サロマ湖で行った観測と同様にして物理パラメータと生物量との関係性を調べた。この結果をこれまでの他の定着氷域で得られた結果と統合することで、グローバルに適用可能な定式化を行った。加えて、南極リュツオホルム湾定着氷域でこれまで実施されてきた観測成果に基づき、十年規模変動の実態と植物存在量との変化の関係についての関係性を議論した。