2022年11月19日
第9回京大知球会関東支部講演会

南極氷床変動と海水準変動
福 田 洋 一
国立極地研究所・外来研究員（１９７７年１講座卒）

内容•この演題を選んだ理由•地球史の中での氷床変動•現在の南極氷床変動

略歴

1955年2月 兵庫県加古川市生まれ
1977年3月 京都大学理学部卒業 （第１講座）
1979年3月 京都大学大学院修士課程修了（地球物理学専攻）
1980年4月 弘前大学理学部・助手
1987年6月 東京大学海洋研究所・助手
1992年7月 京都大学理学部附属地球物理学研究施設・助教授
1996年9月 京都大学大学院理学研究科・助教授
2007年2月 京都大学大学院理学研究科・教授
2020年3月 京都大学定年退職
2020年4月 国立極地研究所・特任教授
2022年4月 国立極地研究所・外来研究員
南極観測：第27(1985)、28(1986)、33(1991)次、45(2003)次、55(2013)次南極観測隊 (JARE)
2019年
韓国、イタリア南極基地

2017-2021

GRAntarctic

新学術領域研究 (2017～2021)

熱～水～物質の巨大リザーバ
全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床
領域代表：川村賢二 （総括班、国際活動支援班）
計画研究：
A01-1： 南極底層水を起点とする熱塩循環・物質循環のダイナミクス（大島慶一郎）
A01-2： 南大洋の古海洋変動ダイナミクス（池原実）
A01-3： 海氷下の生態系と物質循環の相互作用（茂木正人）
A02-1： 南極氷床と気候の変動及び相互作用（川村賢二）
A02-2：固体地球と氷床の相互作用（福田洋一）
A03：未探査領域への挑戦（野木義史）
A04： 南極氷床・海洋・気候の統合的モデリング（阿部彩子）

GRAntarctic
youtube南大洋

GRAntarctic

低温科学 vol. ７６

南極氷床の過去と将来予測
未来の海面上昇に大きく影響
現在より海面が5m以上高かった「スーパー間氷期」~数百年後?
過去のCO2を大きく超える。

415.7 ppm
(2021年)278.2 ppm

(Seki et al., 2010; Kawamura et al., 2007など）

現場観測と衛星観測
高度計

地球の環境変動史

全球凍結© Japanest NIPPON

Snowball Earth Hypothesis:
http://zebu.uoregon.edu/2002/ph123/lec13.html
ドームふじアイスコアによる古気候復元

Uemura et al., 2018, Nature Communications より

大陸の移動

２２０Ma

４０Ma

１４０Ma

３０Ma

６５Ma０Ma地質年代での海水準変動

Van der Meer et al., 2022

© Root Routledge

0.4mm/yr
10 mm/yr近代～現代の気温・海水温変動

近年の海面上昇
験潮儀

衛星高度計

http://sealevel.colorado.edu/results.php

Most Recent GMSL Release 2021_rel2
http://sealevel.colorado.edu/

https://sealevel.colorado.edu/trend-map

Map of Sea Level Trends
Edited: 2016-07-12

南極氷床の融解が加速
２０００年代以降，顕著に！ 東南極は未解明．

Paolo et al., 2015 Science氷床融解のメカニズム

氷床棚氷接地線

氷山"Antarctic Glacier Accelerate in Wake of Ice Shelf Breakup"
https://nsidc.org/news/newsroom/20040921_acceleration.htmlより

(Nowicki et al., 2018)

氷床変動のモニタリング(2)氷床高度変化の測定(3) 質量変化の測定
隣接氷河からの流入

降雪
蒸発

PGR
frontからの流出

基盤からの流出入(1)質量収支法(I/O method)

氷床変動のモニタリング(1)質量収支法(I/O method)
・降雪（水）-昇華・蒸発- 流出
・SMBモデル（領域大気氷床数値モデル）
・流動速度(GNSS, InSAR)(2)氷床高度変化の測定
・衛星高度計(ERS1 & 2, Envisat, ICESat, ・・・)
・氷（雪）密度(3) 質量変化の測定
・衛星重力測定 GRACE (2002 - 2017 )GRACE-FO（2018 -)・GIAモデル(1)質量収支法(I/O method)

Rignot, et al., 2011

(2)氷床高度変化の測定
Antarctica thinning seen by Envisat

Envisat(2002/3-2012/4)

https://www.aviso.altimetry.fr/en/news/idm/2012/jun-2012-antarctica-thinning-seen-by-envisat.html

(3) 質量変化の測定
GRACE/GRACE-FO OBSERVATION

Accelerated ice melting②①④

Snow accumulation③

GIA

Ice discharge
E.W.H(cm/a)(e.g. Rignot et al., 2013)by SAR, model

Regression trend of AIS mass change via alinear model of the April 2002–June 2020
GRACE/GRACE-FO data.

Shi, et al., 2022

GIAのメカニズム（奥野、２０１８、図４）

氷床変動のモニタリング(1)質量収支法
・降雪（水）-昇華・蒸発- 流出
・SMBモデル（領域大気氷床数値モデル）
・流動速度(GNSS, InSAR)(2)氷床高度変化の測定
・衛星高度計(ERS1 & 2, Envisat, ICESat, ・・・)
・氷（雪）密度(3) 質量変化の測定
・衛星重力測定 GRACE (2002 - 2017 )・GIAモデル

これらの結果に矛盾はないのか？
The ice sheet mass balanceinter-comparison exercise (IMBIE)

http://imbie.org/

A Reconciled Estimate of Ice-Sheet Mass Balance
Shepherd et al., Science, 2012

Fig. 1 Comparison of ice sheet mass balance estimates derived from satellite RA (green) andthe IOM (red) over the period 1992 to 2011, with 1-sigma and 2-sigma error bars in dark andlight shading, respectively, and mean values are shown in white.

Published by AAASA Reconciled Estimate of Ice-Sheet Mass Balance
Shepherd et al., Science, 2012

Fig. 2 Estimated anomalies in cumulative ice-sheet firnmass (A), and mass (B and C), derived from the RACMO
regional climate model, satellite RA, and GRACE satellite
gravimetry, respectively, over a period of anomalously
high snowfall in East Antarctica. Anomalies werecomputed over the period July 2009 to July 2010 relativeto July 2008 to July 2009.

Shepherd et al. Science 2012;338:1183-1189

南極の氷床は本当に減っている？

南極半島

南極氷床の増減
青：減少
赤：増加

地域による違い

西南極

GRACE/GRACE-FO
データを基に作図

南極の氷床は本当に減っている？

1000 Gt

海面変動
約3 mm

南極半島

東南極

西南極

1990

2000

2010

2020

1990

2000

2010

2020

imbie datasetを基に作図

南極の氷床融解は加速している！

南極全体

Gt
500
0
1000 Gt

-500

海面変動
約3 mm

-1000
-1500
-2000
-2500
-3000

-3500
1990

2000

2010

2020

imbie datasetを基に作図

将来の海水準予測

Observed and predicted sea-level contribution from Antarctic and Greenland ice-sheet
mass change.
(Slater et al., 2020)

氷のない南極？

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