A study on the effect of dynamical deformation processes on the interannual variation of the sea ice extent in the seasonal ice zones

动力变形过程对季节性冰区海冰范围年际变化的影响研究

• 批准号: 22K12341
• 负责人: 豊田 威信
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12341/
• 关键词: 季節海氷域; 力学過程; 数値海氷モデル; 変形氷; 衛星SAR; 数値モデル

令和4年度は本研究課題の初年度で、1.オホーツク海南部を対象として、海氷を塑性体として扱ったレオロジー理論が海氷の氷厚や体積量の経年変動を説明可能かの検証、2.PALSAR-2画像を用いて北極海の変形氷を抽出するアルゴリズムの可能性の吟味に取り組み、研究方針の妥当性を確認した。1.について、砕氷型巡視船を用いて毎年2月に25年間実施してきた観測データを基に氷厚やリッジの状況の経年変動を統計的にまとめて理論を検証した。海氷体積量は得られた平均氷厚に衛星データによるこの海域の海氷面積を乗じて求めた。得られた経年変動の力学的な要因を探るため、衛星データから見積もった海氷速度データを用いて解析を行った結果、リッジの部分が海氷全体の体積に占める割合は約70％に達し、平均氷厚や海氷体積量の年々変動を支配するのはリッジの度合いであること、この海域では力学的な過程が氷況に及ぼす影響が大きいため、温暖化傾向があるにも関わらず海氷面積は微増傾向を示すことなどが明らかになった。また、リッジの度合いは塑性体のレオロジー理論に基づく定式化で海氷体積量が顕著な年を明瞭に特徴づけることができた。これらの結果は論文として公表された。2.について、オホーツク海を対象として開発したアルゴリズムを北極海に適用し、現場観測で得られた氷厚データと比較した結果、海氷の表面形態の著しい季節変化が障壁となることが判明した。そこで、年間を通して海氷が存在するフラム海峡を対象として、後方散乱係数の季節変化を2年間にわたって調べた。表面形態の変化は気象再解析データを用いて熱収支から見積った。その結果、表面融解が進行する夏季は顕著な増加（約7dB）が見られたものの、冬季に限れば比較的安定しており変形氷抽出の可能性が示唆された。以上の結果により本研究課題の方針の妥当性を示すことができ、今後北極や南極海氷への適用が期待される。

In 2004, the first year of this research project was completed. 1. Possible evidence for the annual variation of the thickness and volume of the Arctic Ocean was explained by the theory of the plastic body of the sea. 2. The possibility of extracting the shape of the Arctic Ocean from the PALSAR-2 image was analyzed. The appropriateness of the research policy was confirmed. 1. In February of each year, the inspection ship has been used for 25 years, and the annual fluctuation of the inspection ship has been verified by statistics. The volume of the sea is calculated by the average thickness of the satellite. The main causes of the dynamics of the sea are explored and analyzed. The results of the analysis show that the average thickness of the sea is about 70% of the total volume of the sea. The average thickness of the sea is about 70% of the total volume of the sea. The warming tendency is related to the increase of sea area. The theoretical basis of plastic bodies is formulated, and the volume of seawater is analyzed. The results of this study are as follows: 2. The results of field measurements on the surface of the Arctic Ocean and the seasonal changes in the surface of the Arctic Ocean are as follows: The seasonal variation of the scattering coefficient is adjusted in two years. The surface morphology of the film is analyzed again. As a result, surface melting continues to increase in summer (about 7dB), and stability in winter is limited. The above results indicate the appropriateness of the policy of this research topic and the expectation of future application of Arctic and Antarctic seas.

项目成果

Rectification and validation of a daily satellite-derived Antarctic sea ice velocity product

每日卫星衍生的南极海冰速度产品的校正和验证

• DOI: 10.5194/tc-16-1299-2022
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Cryosphere
• 作者: Tian Tian R.;Fraser Alexander D.;Kimura Noriaki;Zhao Chen;Heil Petra
• 通讯作者: Heil Petra

Estimation of sea ice thickness based on the ice histories

根据冰历史估算海冰厚度

• 发表时间: 2023
• 作者: Kimura N.;Hasumi H.
• 通讯作者: Hasumi H.

The Interannual Variability of Sea Ice Area, Thickness, and Volume in the Southern Sea of Okhotsk and Its Likely Factors

鄂霍次克南海海冰面积、厚度和体积的年际变化及其影响因素

• DOI: 10.1029/2022jc019069
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Oceans
• 作者: Toyota Takenobu;Kimura Noriaki;Nishioka Jun;Ito Masato;Nomura Daiki;Mitsudera Humio
• 通讯作者: Mitsudera Humio

A study on the properties of granular ice of sea ice from laboratory experiments

海冰颗粒冰特性的实验室实验研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Toyota;T.;Y. Yamashita;H. Koda
• 通讯作者: H. Koda

オレゴン州立大学(米国)

俄勒冈州立大学（美国）