5-1 CFSR 海氷厚 誤差 原因
第3章 比較結果 CFSR 秋や初冬 海氷 積雪深 良く再現 い わ 海氷厚 最大2m 誤差 あ 季節変動 再現
い い 海氷厚 誤差 領域毎 大 異 い 海 春
や夏 生 海氷や海氷 雪 融解 く再現 い 海氷 成長 観 測 比 斐く始 秋 冬 間 誤差 徐々 大 く 12 1m 以 厚く 方 中央 極海 1 通 氷厚 誤差 あ 特 夏 冬 2m近く厚く い
CFSR 観測 誤差 生 要因 調 CFSR 使用 い
1次元海氷 用い 積雪や海氷 ン 特徴 着目 計算 行う 積雪深 海氷厚 時 十 観測 い 10個 選 出 各 計算 初期値 海氷厚 え 9 16日 翌
5 31日 12時間 時間 解能 計算 行
積雪深や表面温度 観測 大気 熱強制 CFSR 表面熱 支 正味
熱 用い 海洋 海洋熱 え 海洋側
影響 無視 い 究 用い 次元 各 海氷や
積雪 熱 支 計算 い 海氷 動 等 水 方向 物理過程 考慮 い い
5.1 1次元 計算 海氷厚 季節変 示 い 再
現 海氷厚 両領域 観測値 誤差 く 季節変動 く再現 い 4 や5 比較数 少 い 相関 数 全 0.98以 高く
い 海 11 海氷厚 変 く 12 以降 海氷 成長 始 い 5.1a 1次元 結果 11 以降 海氷 成長 始 対 CFSR 9 成長 始 い 海氷 成長期間
長く 海氷 厚く い 考え CFSR 海氷成長 ン 観測 異 初期設定 問題 あ 考え
表面や海洋 冷却 層海氷 温度 海洋 結氷点以 海氷成
長 始 海氷 成長 層 海氷温度 海氷 依
い ゆえ 層 海氷温度 熱伝 通 層 海氷温度 影響 え 海氷 成長や結氷 時期 決 要 役割 担 い 通常夏期 海 氷温度 気温 昇や太陽攡射 増 融点近く 表面冷却 始
秋 海氷 温度 徐々 冬や春 -20℃近く 降
究 海氷 初期値 観測値 近い値 設定 海氷温度 季節変動 再
現 い 確認 5.2 1次元 計算 初期 層海
氷 温度 1℃ い 層海氷 温度 斐く 海氷 回 始 時期 約2ヶ 斐 わ 5.2 海氷温度 降 時期 斐 海氷 成長 期間 長く 海氷成長 大 く 計算初期 9 海氷 温度 結氷点 0.0℃ 12 海氷 成長 始 観測値 く
い CFSR 海氷厚 誤差 要因 海氷温 温 可能性 挙 CFSR 海氷 温度出力 い 確認 い 海氷厚 誤差 海氷 層数 影響 考え 2層以 計算 行
海氷厚 季節変 い 指摘 Semtner, 1975 影響 限定
的 考え
中央 極海 海氷厚 全 0.5m以 誤差 あ 海 異 要因 考え CFSR 海氷厚 6 や7 観測値 比 海氷 融解
い 季節変動幅 い 3.2b 海氷 雪 厚く再現 い 3.1b 雪 融解 熱 使わ 海氷 融解 抑制
考え 夏 誤差 氷厚 冬 残 初秋 冬 誤
差 1.5m 増幅
5.1 次元 層海氷 再現 a 海 b 中 央 極海 海氷厚 季節変動 灰色 比較 行 数 示 い
5.2 5.1 計算 1層目 実線 2層目 破線 海氷 温度
海氷 温度 0.0℃ 黒 -1.0℃ 赤 始 場合 時系列
5-2 雪 断熱作用 雪
本 究 極海 降水 増 海氷 積雪深 増 い 明 海氷 雪 自身 持 断熱作用 海氷 熱攡出 抑制 海氷成 長 鈍 雪 断熱作用 薄い海氷 効果 大 く 近 薄い海氷
増 い 海や 海 影響 大 い 示唆 い
積雪深増 海氷成長 寄 い 定 的 調 海氷 1 次元 用い 計算 行 極海 9 中旬 海氷 冷却 始
12 5 海氷 成長 3.2a,b 初期時刻
9 16日 5 31日 海氷成長 計算 海氷 積雪深 降雪
多い9~11 増 降雪 少 く 12 以降 変 見
い 3.1a,b 結果 考慮 積雪深 設定 い 観測 季節変
12 積雪 調増 12 以降 定 あ 仮定 気温や
表面熱 支 CFSR 気候値 用い い 5.3 初期 海氷厚 12
積雪深増 対 海氷成長 関 等値線 示 い 初期 海氷 薄く 厚く 海氷自身 断熱効果 く 大 く 海氷成長 大 く
く わ 横軸方向 変 11 積雪深 少 い
多い 雪 断熱効果 く 大 く 海氷成長 大 く く 縦軸方向 変 最近 積雪深増 海氷成長 抑制効果 議論
海 積雪深増 領域 3.3f 緯73~77ま 東経170~200ま 着目
最近5 間 2009~2013 1980 代 1981~1985 積雪深 9
海氷厚 対 海氷成長 比較 5.3 赤丸(最近5 間) 四角 1980 代 表5.1 着目 領域 各 代 積雪深 海氷厚 海氷成長 計算結果 示
い 最近 海氷 積雪深 8cm増 雪 断熱効果 大 く
い 最近 海氷 5 約105cm成長 赤丸 過去
成長 四角 約40cm大 い 海氷厚 海氷回 始 秋 時点
125cm減少 海氷自身 断熱作用 く 影響 あ 考え
積雪深増 影響 調 過去 積雪深 変え 実験 行う 海氷成長
約125cm 海氷成長 大 く 5.3 黒丸 積雪深
8cm増 海氷 約20cm 約15% 成長 抑制 積雪深増 影
場合や2010 代 設定 気温 熱 支や積雪深 1980 値 変え 実
験 行 5.4a,b 各実験 計算 海氷厚 海氷成長 時系列 示
い 1980 代 海氷 5.4a,b青破線 2010 代 海氷 厚い 海氷
断熱効果 大 く 海氷成長 70cm程度 い 2010 代 海氷 5.4a,b
橙色実線 11 成長 始 5 31日 約100cm成長 積雪
深 1980 代 設定 海氷成長 20cm大 く い 5.4b赤実 線 積雪深増 海氷成長 約20%抑制 い 示 い
方 気温や熱 支 1980 代 設定 海氷成長 時期 約 ヶ 斐く
5 31日 成長 約10cm 海氷成長 約10% 大 く い わ
5.4b青実線 春 海氷成長 変 最近 温暖 気温増
積雪深増 断熱効果 影響 大 い わ 10
~12 気温や熱 支 変え 実験 方 海氷 成長 い 時期 海氷
雪 少 い 断熱効果 く 気温 影響 大 く 考え 海氷 雪 通常断熱効果 海氷成長 抑制 働 持
海や 海 う 夏期 海氷減少 影響 海氷 薄い 積 雪
部 雪 氷 変わ 海氷形成や成長 海氷
形成 い く 水温 0℃以 い 冷 い海域 度 大
降雪 生 海洋 晶氷 形成 あ Turner and Pendlebury,
2000 海氷縁近く SST い領域 強い降雪 海氷 核 晶氷 形 成 海氷形成 い 可能性 あ 海氷縁付近 観測 十
実施 海氷形成初期 明 い い 2010
い 極航海 海氷縁近く SST 氷点 以 あ 領域 観測 実施 気 通過 際 強い降雪 観測 5.5b 強い降雪時 い 周辺 海氷形成初期 発生 蓮葉氷 確認 5.5d 海氷密接度 増
い 5.5b 時 SSTや塩 結氷 環境 く 気 風 影響 海面冷却 弱く 海洋起源 海氷 形成 状態
風 海氷 側 後 海氷域 海氷流出 考 え い 海氷密接度 増 強い降雪 海洋 雪起源 晶氷 形成 薄い海氷 形成 考え
晶氷 海氷 士 衝突や乗 徐々 拡大 海氷
海氷形成 要 役割 持 い 特 海氷形成時 雪 や海氷 士 乗 成長 割合 大 く 強い降雪 初期 海氷形成 大 く影響 い
Ukita et al., 2000 雪 海氷全体 対 占 割合 10%程度 言
わ い Toyota et al., 2007 海氷 核 作 海氷形成
結氷点 到 海氷成長 始 場合 比較 海氷成長 期間 長 く 海氷 成長 大 く
雪 薄い海氷 形成 将来 増 考え
過程 考慮 い 考慮 い い 比 海氷 や海氷 積雪 深 い 生 可能性 あ 将来予測 雪 過程 考慮
NOAA 開発 行 GFDL_ESM2G 考慮 い い日本 開発
MIROC5 比較 行 5.6 GFDL MIROC 予測 い 12
海氷厚 積雪深 示 布 い あ 12
極海 海氷 覆わ 5.6 a,b 海氷 積雪 確認 5.6d,e GFDL
MIROC 海氷厚 比較 海 東 海 海 海
ン 海や ン ン 海 GFDL 海氷厚 方 厚く い 5.6c 積雪深 比較 GFDL 海氷厚 厚く い 領域 領域 積雪深 深く い 領域 GFDL 斐期 海氷 形成 い 領
域 5.6c 降雪 雪 斐期 形成 海氷厚や海氷
積雪深 い 生 考え 雪 海氷体積 影響 調
GFDL MIROC 海氷厚 明瞭 い 見 領域 着目 海氷体積
経 変動 調 5.7a 海 海 緯70-77ま 東経
120-200ま 海氷体積 経 変動 示 い MIROC 温暖 影
響 海氷体積 2100 減少 持 い GFDL以外 他 表
2.3 MIROC 様 2100 減少傾向 あ GFDL 2050
減少 持 後 変動 横 い 2100 他
海氷体積 多く い 特 2080 代後半 2100 海
氷体積 増 傾向 あ う 見え 2081 2100 間 GFDL MIROC
差 明瞭 5.7b 20 間 均 比較 約2倍 海氷体積差
あ わ GFDL 雪 海氷 斐期 形成
海氷 成長期間 長く MIROC 海氷体積 増 考え
5.3 9 15 日 翌 5 31 日 海氷回 等値線 縦軸 9
11 31日 増 積雪深 横軸 9 15 日 海氷厚 初期値
赤丸 黒四角 最近5 2010s 1980 5 1980s 海氷回
黒丸 過去 積雪深 場合 最近 海氷 成長 い 示 い
□ 過去 1981~85
(1980s)
○ 最近
2009~13 2010s
9/15 海氷厚 190cm 65cm
11 積雪深 18cm 26cm
海氷成長 65cm 105cm
表5.1 過去 最近 11 積雪深 9 15日 海氷厚
5.4 表5.1 条件 計算 海氷1次元 a 海氷厚 b 海氷 成長 時系列 破線 熱 支や気温 積雪深 海氷厚 1980 代 計算 実線 2000 代 海氷厚 初期値 色毎 強制力 気温や熱 支 や積雪 深 条件 変え い 青線 熱 支や気温 1980 代 橙 全 2010 代 赤 積雪深 1980 代 各 代 青 1980 代 橙 2010 代 実験
え c 気温 d 熱 支 e 積雪深
5.5 2013 9 23日06UTC a 海氷密接度 陰影 気 実線 風 矢印 c い 船首方向 写真 b c 2013 9 24
日 00UTC a b 赤点 6 時間前 比 海氷密接度 増 い
領域
5.6 GFDL_2G MIROC 将来 2081-2100 均 12 海氷
厚 積雪深 a GFDL_2G b MIROC 海氷厚 c GFDL_2G MIROC
海氷厚 差 a - b d GFDL_2G e MIROC 積雪深 f GFDL_2G
MIROC 積雪深 差 d - e
5.7 (a) 5.6a 赤線 領域 均 各 12 海氷体積 km3
経 変動 b GFDL_2G MIROC 海氷体積偏差 時系列
5-3
本稿 極海 降水 変 着目 冬期海氷 積雪深変 や海氷形成 海
氷成長 影響 明 降水 変 何故生 い
観測 や再解析 用い 調 太 洋側 極海 近 秋や初冬 海 氷減少 著 く 海面 拡大 蒸発 増 降水 多く い 海氷縁付
近 氷縁域 海洋 水温勾配 強く 降水 形成
大 降雪 生 わ 領域 融氷水 影響 水温
く 大 雪 降 海氷 核 雪 形成 氷縁付
近 発生 降水 海氷形成 い 考え
海 10 や11 降水 増 特 11 海氷縁 付近 顕著 増 見 海氷 積 雪 多く い 断熱効 果 大 く 海氷成長 抑制 薄い海氷 形成 や く い
領域 夏期 海氷 消滅 秋や初冬 薄い海氷 形成 や く 積雪深変 影響 や く 考え
方 極海 大西洋側 蒸発 増 降水 対 影響 ン 海 側 部領域 限 水 移流 効果 大 い わ 傾向 冬 顕著
あ ン 海 海氷減少 気 経路 極海 侵入
気 増 あ ン 海 海氷減少 流 冷
源 形成 大気応答 中緯度海洋 影響 明
大西洋側 極海 ン 海 く 諸島 側 海氷
減少 著 い Onarheim et al., 2014 特 夏 冬 海氷減少 顕著 あ
風や気温 相関 高く 大気場 環 大 く影響 い 考え 整合 的 結果 ン 海や 海峡 降水 増 伴う積雪深増 見 い 領域 形成 い 海氷 太 洋側 極海 比 厚く
雪 断熱効果 い 考え 海流 海峡 通 大西洋
流出 海 積雪深 海氷 厚 関 見 い
究 現象 着目 中 高緯度間 高緯度内 大気
海洋相互作用 着目 現象 い 用い
海氷付近 生 降雪 明 極海 船舶 用い 観測
海氷 実施 い う 海氷縁付近 海洋 実
施 観測 非常 貴 あ 特 近 温暖 影響 海洋 海氷 温度 ン 大 く 大気側 気 や降水 強 等 影響 大 く
い 考え 観測 海氷縁付近 降雪 海氷成長
や形成 え 影響 未 明 い い 特 強い降雪 海洋 晶氷
形成 海氷形成 指摘 い 今後 海氷縁付近 大 気 観測 く 大気応答 海洋構 や海氷形成 影響 明
観測 行う必要 あ 極海 海氷 変 い IMB
用い 積雪深や海氷厚 着目 海氷 観測 十 言え 特 東 海 IMB 観測 足 い 海氷 温度 海氷成長
時期 影響 い 示唆 海氷 積雪深 焦点
当 細 観測 行う必要 あ 中緯度 含 広範 解析 行う
流 着目 究 行 流 水温変 原因や他
海域 流 え 影響 議論 広範 海域 着目
究 必要 い 以 再解析 や 用い 広範
相互作用 考慮 再現 い い 現象 観測 明
行く必要 あ