第 1 章 異常気象と気候変動の実態
1.2 大気・海洋・雪氷の長期変化傾向
1.2.6 海氷域
北極域の海氷域面積は、減少速度は一定ではな いものの、1979年以降長期的に減少傾向がみられ る。一方、南極域の海氷域面積は増加傾向がみら れる。
オホーツク海の海氷域面積は、年々の変動の振 幅の方が大きいものの、1971年以降長期的に減少 傾向がみられ、積算海氷域面積は 10 年あたりで
平年値の7.2％程度、年最大海氷域面積は10年あ
たりで平年値の 3.7％程度の割合で緩やかに減少 している｡
(1) はじめに
海氷域は、海水面に比べて太陽放射の反射率が 大きいという特徴がある。このため、地球温暖化 によって海氷域が縮小すると、地球全体としての 太陽放射の反射率が下がって太陽放射のエネルギ ーが多く吸収される。また、海洋から大気への熱 輸送の遮断が少なくなる。その結果、海氷域の縮 小も加速するという正のフィードバックが起こる と考えられている｡
さらに、海氷の変化は地球規模の海洋の深層循 環の変化を引き起こし、そのことが気候に影響を 与える可能性がある。これは、海水が凍結すると きに生成される低温で高塩分の重い海水が深海に 向かって沈み込むことが、深層循環の形成の要因 の一つとなっているからである（78ページ【コラ ム⑧】熱塩循環を参照）。
近年は、北極域において春季から夏季にかけて 海氷が急激に減少することが多く、多年氷17が減 少したことにより海氷が全般に薄くなり、以前よ り融解し易くなっている可能性が指摘されている。
海氷の変動には、海氷域の面積の変動と、海氷 の厚さも考慮した海氷の総量の変動の二つを考慮 する必要がある。海水面での太陽放射の反射率や 大気と海洋の間の熱交換の変化に対しては面積の 変化が影響するが、海氷そのものの熱容量は海氷 の総量で決まる。海氷の厚さの継続的な観測はこ れまで局地的な観測データしかなかったが、
ICESat（2003～2008 年）や CryoSat-2（2010 年観測開始）などの衛星のリモートセンシングに よって広域で継続的な観測データを利用できるよ うになった。
ここでは、北極・南極域及び、特に我が国への 影響の面から関心の高いオホーツク海の海氷域面 積の長期変化傾向について述べる。
(2) 北極・南極域
北極・南極域の海氷域面積の長期変化傾向を求 めるにあたり、米国航空宇宙局（NASA）から提 供されているNIMBUS衛星7号の多重チャネル マイクロ波走査放射計（SMMR；1978年10月～
1987 年7月）及びアメリカ雪氷データセンター
（NSIDC : National Snow and Ice Data Center）
から提供されている米国の国防気象衛星プログラ ム（DMSP）衛星に搭載されたマイクロ波放射計
（SSM/I；1987年7月～2009年4月、SSMIS；
2009年4月～2013年12月）による観測から、
NASA Team アルゴリズム（Cavalieri et al., 1984; Comiso et al., 1986; Gloersen et al., 1986, 1992; 長ほか, 1996）を用いて解析した海氷域デ ータを使用した。なお、使用した資料は2013 年 12月までのもので、平年値は1981～2010年の平 均値である｡
図1.2.24は、北極域及び南極域の海氷域面積の
年最大値、年平均値及び年最小値について、経年
17 二夏以上経過した氷のこと。
変動を示したものである。
北極域の海氷域面積は、1979年以降長期的に減 少傾向がみられるが、減少速度は一定ではない。
1990年代は比較的緩やかに減少しているが、近年 は減少率が大きくなる傾向にある。年最小海氷域
面積は2012年に、年最大海氷域面積は2006年に、
それぞれ過去最小を記録している｡1979～2013 年の期間について、1 日ごとの海氷域面積の同月 同日の最小値は全て2004年以降に記録されてい ることから、北極域では年間を通して海氷域の減
少が2004年以降顕著であることがわかる。また、
年最小海氷域面積と年最大海氷域面積それぞれの 減少率を比較すると、前者の方が大きくなってい る。これは、夏季に海氷域面積が減少し、そのう ち多年氷の一部が融解により失われても、冬季に はある程度減少幅を回復し、新たに生成された氷 の一部は翌年の夏まで残って多年氷の減少分を補 填していたことを表しているが、2004年以降は冬 季の海氷も大きく減少しており、夏季に失われる 多年氷を冬季に生成される海氷では補いきれなく なっていることが指摘されている（NSIDC Press Room; 18 March 2005）。そのため、近年は北極 域の全海氷のうち多年氷の占める割合が急速に減 少し、逆に薄く解けやすい一年氷の割合が増えて おり、これが原因で春季から夏季にかけて広範囲 で急速に海氷が融解し易い状況となっている。こ の状況は、海氷域の縮小の正のフィードバックを 助長し、更に海氷が生成されにくい状況を生み出 していることが指摘されている（Stroeve et al., 2012）。
また、地球温暖化が進んでいるにもかかわらず、
ユーラシア大陸の中緯度域では寒冬になる頻度が 近年増加している。その要因として、Mori et al.
(2014)は、大気大循環モデルによるシミュレーシ ョンから、バレンツ海からカラ海にかけての海氷 の減少に対する大気の応答として、ブロッキング によるユーラシア大陸の中緯度域への寒気流入の 頻度が高くなり、寒冬を招いていることを示した。
南極域の海氷域面積は、1979年以降長期的に増 加傾向である。その要因については、主なものを 大別すると、以下の二つの考え方がある。
① 地球温暖化の進行に伴い南極上空の成層圏 が寒冷化し、極渦が強化されることで南極 域の海氷が低緯度域に流されて海氷域が拡 大する（Turner, 2009 ; Paul, 2012 ; Zhang, 2013など）。
② 地球温暖化の進行に伴い南極海表層の塩分 が低下して密度成層が強くなることで海洋 表層の鉛直混合が抑制されて、海氷が生成 されやすく（融解し難く）なる（Zhang, 2007 ; Bintanja, 2013など）。
これらのどちらが主要因であるかについては意見 が分かれており、現在も研究が進められている。
全球（北極域と南極域の合計）の海氷域面積は、
北極域の減少傾向が卓越しているため、南極域と 合わせた全体では減少傾向である。
IPCC（2013）によれば、1979～2012年の期間 で北極域の海氷域面積の年平均値は 10 年あたり 3.5～4.1%の割合で、また夏季の最小海氷域面積
は10年あたり9.4～13.6%の割合でそれぞれ減少
している可能性が非常に高い。北極海の海氷域面 積の 10 年あたりの平均減少率は、夏季に最も大 きいことの確信度は高く、1979年以降、全ての季 節で海氷域が減少し、どの 10 年間を見ても海氷 域が減少していることの確信度は高い。再現デー タからみて、過去 30 年の北極域における夏季の 海氷の後退や海面水温の上昇は、少なくとも過去 1450年の内では類を見ない大きさである（中程度
図 1.2.24 北極域及び南極域の海氷域面積の年最大値、年平均値及び年最小値の経年変化（1979～2013 年）
破線は変化傾向を示す。
の確信度18）。南極域の海氷域面積の年平均値は 1979～2012年の間で10年あたり1.2～1.8%の割 合で増加している可能性が非常に高い。しかし、
ある地域では増加、別の地域では減少というよう に、強い地域差があることの確信度は高い。また、
潜水艦及び衛星による観測結果から、北極海の氷 厚が長期的に減少していることの確信度が高い。
(3) オホーツク海
オホーツク海の海氷は、10月後半から11月初 め頃に結氷が始まり、翌年7月頃までには融解・
消失する季節海氷である。平年の分布では、海氷 域が最も広がる 3 月上旬にオホーツク海の約 74％が海氷に覆われる。北海道のオホーツク海沿 岸では、1 月下旬に海氷が到来し、2 月上旬に接 岸する。その後、3月中～下旬にかけて離岸し、4 月上旬から中旬には視界外に遠ざかる｡
オホーツク海の海氷域面積の長期変化傾向を求 めるにあたり、1970年から、毎年前年12～5月 までの期間について、沿岸の観測地点や船舶及び
18 IPCC第5次評価報告書における確信度の表現。詳細は 付録B国際動向を参照。
航空機による目視観測の結果と、人工衛星による 観測結果をもとにオホーツク海の海氷解析を行 い、その結果から求めた5日ごとの海氷域面積を 使用した。
図1.2.25は、積算海氷域面積（前年12～5月ま でのオホーツク海全域の5日ごとの海氷域面積を 積算した面積）と、各年（前年12～5月）の年最 大海氷域面積を 1971年から時系列で示したもの である。積算海氷域面積は、各年の海氷勢力の指 標となる。
積算海氷域面積は1979年に最大値を記録した 後、増減を繰り返しながら減少し、1996年に極小 となった。その後、増加に転じて1998～2003年 まで6年連続で平年（1981～2010年の平均値）
を上回り、2001年の積算海氷域面積は1979年と 1980年に次ぐ第3位の大きさであった。その後5 年連続して減少し、2004 年から 2013 年までは 2012年を除き平年を下回っている。2006年には 最小値を記録し、2009 年は第2位の小ささとな った。1971年からの傾向をみると、10年あたり
図 1.2.25 オホーツク海の海氷域面積の経年変動（1971～2013 年）
積算海氷域面積は前年12～5月の5日ごとの海氷域面積の合計値。最大海氷域面積は前年12～5月の5日ごとの海氷域面積のう ちの最大値。水色の線は積算海氷域面積、橙色の線は最大海氷域面積の変化傾向を示す。平年値は1981～2010年の平均値。