2021 年 度 堀 内 賞 の 受 賞 者 決 ま る
受賞者：田村 岳史（国立極地研究所）
研究業績：

海氷生産量のグローバルマッピングによる地球気候の研究
選定理由：
海 氷 の 存 在 は 、海 洋 か ら 大 気 へ の 顕 熱・潜 熱 、放 射 、物質放出フラックスなどを大きく変化させる。また海氷は、その生成・融解の過程で熱・塩・物質を海洋や大気と交換するとともに、移流によりこれらを輸送する。さらに海洋の大循環は長期的な気候変動に本質的な役割を果たしているが、その出発点の一つとなるのが南極大陸沿岸での海氷生成に伴う冷たく塩分の高い水（南極底層水）の形成である。このように気候変動研究において、海氷の動態と生産量の理解が重要であるにもかかわらず、衛星観測からは一般に海氷面積しか得ることができないため、海氷の厚さに関する情報を得ることは困難であった。このため、これまでは海氷 生 成・融 解 と そ の 時 間 変 化 は も と よ り 、平 均 的 な 量・分布もよくわかっていなかった。
極域などの海氷が広がる海域は現場観測が非常に難しく、海氷生産量を見積もるためには時間的空間的に連続するデータを得ることが可能な衛星観測が、現時点 で 唯 一 の 効 果 的 な 手 段 で あ る 。か つ て N A S A は 衛 星
マイクロ波データを用いて海氷厚を見積もる世界標準のアルゴリズムの開発に取り組んでいたが、その開発を断念していた。田村氏は、海氷生産は主に大気から莫大に熱を奪われる薄氷域（特に沿岸ポリニヤと呼ばれる海域）で行われることに着目して、まず衛星マイクロ波観測データから薄氷域を検知し、そこでの氷厚を 推 定 す る ア ル ゴ リ ズ ム を 開 発 し た [業 績 2]。 田 村 氏
は冬季の海氷生成域を唯一観測し得る豪州主催の国際海 氷 観 測 航 海 に 参 加 し [ 1 ] 、現 場 検 証 デ ー タ か ら 本 ア ル
ゴ リ ズ ム の 有 効 性 を 実 証 す る な ど し て お り 、 NASA からも評価されて世界標準のアルゴリズムとなっている。
こ の ア ル ゴ リ ズ ム か ら 薄 氷 (海 氷 生 産 )域 に お け る 海氷厚がわかると、熱収支計算から熱損失を計算することができ、さらに熱損失は主に海氷生成に使われるとの仮定の下で、原理的に海氷生産量を見積もることができる。このようにして、田村氏は世界で初めて海氷生 産 量 の マ ッ ピ ン グ を 南 大 洋 [3]と 北 極 海 [4]に お い て行った。これらの薄氷厚や海氷生産量は、自ら企画した ヘ リ コ プ タ ー 観 測 [8]や バ イ オ ロ ギ ン グ に よ る 現 場観 測 [ 9 ] に よ り 、そ の 精 度 の 確 認 も 行 っ て い る 。田 村 氏による沿岸ポリニヤや海氷生産量のマッピングは、
I P C C の 評 価 報 告 書 に も 引 用 さ れ [ 4 , 9 ] 、海 洋 物 理 学 の著 名 な 教 科 書 Descriptive Physical Oceanography(Talley et al. 2011) に も そ の マ ッ プ が 紹 介 さ れ る [3]など、沿岸ポリニヤの決定版的研究になっている。
田 村 氏 に よ る 南 大 洋 の 海 氷 生 産 量 の マ ッ ピ ン グ [3]からは、海氷生産量が 2 番目に多い海域が昭和基地東方 1200 ㎞ に あ る こ と が 示 さ れ 、 そ こ が ４ 番 目 と な る未知の南極底層水生成域であることが示唆された。この指摘をもとに、日本の南極観測隊のターゲット海域として集中観測が行われ、南極底層水生成域を新たに
発 見 す る に 至 っ た [ 7 ] 。ま た 、氷 床 の 変 動 が 海 氷 生 産 の変動を介して南極底層水の変動をもたらすという、氷床－海氷－海洋相互作用の先駆的な研究も行っている[6, 10]。 さ ら に 、 海 氷 生 産 量 を 基 に 、 海 氷 の 生 成 ・ 融解を考慮した海氷域での海面熱塩フラックスのデータ
セ ッ ト を 世 界 で 初 め て 作 成 し [ 5 ] 、海 氷 生 産 量 の デ ー タと 合 わ せ て W e b 上 で 公 開 し て い る 。海 氷 生 産 量 デ ー タ
は数値モデルの検証データとして多くのモデル研究に利用されている。また、熱塩フラックスデータは境界条件として利用でき、不確定性が大きい海氷モデルを使わなくても海氷域で気候モデルを駆動させることを可能とする。今までにはなかったこれらのデータセッ
トは、以上のような海洋循環の理解や気候モデルの精度向上に貢献するに留まらず、大気・古気候・海洋生物 [11]な ど 様 々 な 研 究 分 野 、 日 豪 欧 米 の 様 々 な 研 究 者に基礎パラメータとして広く使われている。
最近、氷床の融解加速とそれに伴う海水準上昇が大きな問題となっているが、外洋と氷床の間にある沿岸ポリニヤの変動も氷床融解加速に関わっている可能性がある。そのことも含めて、田村氏は現在、日本の南極 地 域 観 測 の 第 I X 期（ 2 0 1 6 - 2 0 2 2 年 ）の 重 点 研 究 観 測
サブテーマ「氷床・海氷縁辺域の総合観測から迫る大気‐氷床‐海洋の相互作用」の所内対応者として、南極沿岸域における海洋や大気、海氷、氷河の分野横断
観 測 研 究 を 中 心 的 に 推 進 し て い る [ 1 2 , 1 3 , 1 4 ] 。特 に 、昭和基地の背後にあるしらせ氷河、さらに東南極最大の氷床融解加速域のトッテン氷河域での大気－氷床－海
洋 の 相 互 作 用 の 観 測 を 現 場 リ ー ダ ー (第 58 次 , 61 次 南
極 観 測 隊 参 加 ) と し て 推 し 進 め て い る 。こ れ ら に 加 え て
現 在 、 第 X 期 (2022-2028 年 )重 点 研 究 観 測 サ ブ テ ー マ「氷床－海氷－海洋結合システムの統合研究観測から探る東南極氷床融解メカニズムと物質循環変動」の世話人を務めている。
以上、田村氏の大気－雪氷－海洋相互作用に関わる研究は、気象学の境界領域研究を発展させるものであり、気候変動における海氷の役割を明確かつ定量的に解明するものとして高く評価できる。また、これら一連の研究は、氷床融解加速という新たな気候課題研究に挑戦するものでもあり、地球温暖化の解明に大きく貢献することが期待される。
以上の理由により、日本気象学会は田村岳史氏に2021 年 度 堀 内 賞 を 贈 呈 す る も の で あ る 。

主な論文リスト（年代順）：
1. Tamura, T., K. I. Ohshima, H. Enomoto, K.
Tateyama, A. Muto, S. Ushio and R. A. Massom,
2006: Estimation of thin sea -ice thickness fromNOAA AVHRR data in a polynya off the Wilkes
Land coast, East Antarctica. Annals of Glaciology,
44,269-274,
https://doi.org/10.3189/172756406781811745 .
2. Tamura, T., K. I. Ohshima, T. Markus, D. J.
Cavalieri, S. Nihashi and N. Hirasawa , 2007:
Estimation of thin ice thickness and detection offast ice from SSM/I data in the Antarctic Ocean.
Journal of Atmospheric and Oceanic Technology ,24, 1757-1772. doi:10.1175/JTECH2113.11. 1 .
3. Tamura, T., K. I. Ohshima and S. Nihashi , 2008:
Mapping of sea ice production for Antarctic
coastal polynyas. Geophysical Research Letters , 35,L07606, doi:10.1029/2007GL032903.
4. Tamura, T., and K. I. Ohshima, 2011: Mapping ofsea ice production in the Arctic coastal polynyas.
Journal of Geophysical Research , 116, C07030,
doi:10.1029/2010JC006586.
5. Tamura, T., K. I. Ohshima, S. Nihashi and H.
Hasumi, 2011: Estimation of surface heat/salt
fluxes associated with sea ice growth/me lt in theSouthern Ocean. Scientific Online Letter on theAtmosphere, 7, 17-20, doi:10.2151/sola.2011 -005.
6. Tamura, T., G. D. Williams, A. D. Fraser and K. I.
Ohshima, 2012: Potential
regimeshift indecreased sea ice production after the MertzGlacier calving. Nature Communications , 3:826,doi:10.1038/ncomms1820.

7.

Ohshima, K. I., Y. Fukamachi, G. D. Williams, S.
Nihashi, F. Roquet, Y. Kitade, T. Tamura, D.
Hirano, L. Herraiz-Borreguero, I. Field, M.
Hindell, S. Aoki and M. Wakatsuchi , 2013:
Antarctic Bottom Water production by intense sea ice formation in the Cape Darnley Polynya. NatureGeoscience, 6(3), 235-240, doi:10.1038/ngeo1738.
8. Tamura, T., K. I. Ohshima, J. L. Lieser, T. Toyota,K. Tateyama, D. Nomura, K. Nakata, A. D. Fraser,
P. W. Jansen, K. B. Newb ery R. A. Massom and S.
Ushio, 2015: Helicopter-borne observations withportable microwave radiometer in the Southern
Ocean and the Sea of Okhotsk. Annals of
Glaciology,
56,436-444,https://doi.org/10.3189/2015AoG69A621 .
9. Tamura, T., K. I. Ohshima, A. D. F raser and G. D.
Williams, 2016: Sea ice production variability in
Antarctic coastal polynyas. Journal of GeophysicalResearch,
121,2967-2979,
doi:10.1002/2015JC011537.
10. Williams, G. D., L. Herraiz -Borreguero, F. Roquet,
T. Tamura, K. I. Ohshima, Y. Fukamac hi, et al.,
2016: The Suppression of Antarctic Bottom Water
production by melting ice shelves in Prydz Bay,
East Antarctica. Nature Communications , 7:12577,
doi:10.1038/NCOMMS12577.
11. Labrousse, S., G. Williams, T. Tamura, et al. ,2018: Coastal polynyas: Win ter oases for subadultsouthern elephant seals in East Antarctica.
Scientific Reports, 8:3183, doi:10.1038/s41598 018-21388-9.
12. Silvano, A., S. R. Rintoul, B. Pena -Molino, W. R.
Hobbs, E. van Wijk, S. Aoki, T. Tamura and G. D.
Williams, 2018: Freshening by glacial meltwater
enhances melting of ice shelves and reduces
formation of Antarctic Bottom Water. ScienceAdvances,4,eaap9467,
doi:10.1126/sciadv.aap9467.
13. Silvano, A., A. Foppert, S. Rintoul, P. Holland, T.
Tamura, N. Kimura, P. Castagno, P. Falco, G.
Budillon, F.A. Haumann, A.N. Garabato and A.
Macdonald, 2020: Recent recovery of Antarctic
Bottom Water formation in the Ross Sea driven byclimate anomalies. Nature Geoscience, 13, 780-786, doi:10.1038/s41561 -020-00655-3.
14. Hirano, D., T. Tamura, K. Kusahara , K. I. Ohshima,
K. W. Nicholls, S. Ushio, D. Simizu, K. Ono, M.
Fujii, Y. Nogi and S. Aoki , 2020: Strong ice-oceaninteraction beneath Shirase Glacier Tongue, East
Antarctica, Nature Communications, 11:4221,
doi:10.1038/s41467 -020-17527-4.