氷期に発生した急激な気候変動の振幅に対する氷期氷床と二酸化炭素濃度の役割

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海氷変動に伴う風の変化が海洋循環変動の振幅や周期に与える影響を調べるため，大気海洋結合モデルで，海氷変化に対する地表風のフィードバックを止める手法を確立した（部分非結合実験）．この手法は古気候モデル分野では世界初の試みである．部分非結合実験を行ったところ，海氷変化に対する風のフィードバックは海洋循環変動の周期に多大な影響を与えることがわかった．海氷の進出に伴う地表風の弱化は，風成循環を弱化し，海面の密度分布を変化させることで，弱い海洋循環と広大な海氷を維持するように働いた．地表風の弱化は海氷輸送を減少させる事で，海氷を減少させる効果も持っていたが，この効果はこの時間スケールでは，２次的であることがわかった．これらから，風のフィードバックは気候変動の周期を長くする働きを持つことがわかった．また，このフィードバックは，氷床の存在時に強いことがわかった．次に風のフィードバックが海洋循環変動の振幅に与える影響を調べた結果，あまり影響のないことがわかった．その理由を調べたところ，風成循環のプロセスと海氷輸送のプロセスの応答速度の違いが重要であることがわかった．変動の振幅を決定するような十年規模の現象では，大気の変化に対して海氷はすぐに応答できるが，風成循環は応答するまでに時間のかかるため，効果が完全に発揮されない．その結果，風成循環の効果と海氷輸送の効果の強さが同程度となり，２つの効果が打ち消しあった．以上の結果から，風のフィードバックの効果が時間スケールで異なる事を本研究で初めて指摘できた．氷床が気候変動の振幅を増幅する理由を調べたところ，氷床による海面冷却の強化が重要であることが示唆された．一連の研究から，氷床が急激な気候変動の振幅や周期を変えるメカニズムとして，地表風-海氷フィードバックと海面冷却の強化が重要であることを指摘できた．これらの成果を学会で発表し，優秀賞を受賞した．