北海道の雪氷No.38（2019）

Annual Report on Snow and Ice Studies in Hokkaido

南パタゴニア氷原 Pio XI 氷河の近年の流動速度と末端位置の変化
Recent variation in Ice Speed and Ice-front Position of Pio XI Glacier,Southern Patagonia Icefield
波多俊太郎 1, 2，杉山慎 2，古屋正人 3
Shuntaro Hata1, 2, Shin Sugiyama 2, Masato Furuya3
Corresponding author: shuntaro.hata@frontier.hokudai.ac.jp (S. Hata)
南パタゴニア氷原に位置する氷河の中で唯一末端前進および氷厚増加をした特異な氷河であることが知られている Pio XI 氷河の特異性を説明するためには，Pio XI 氷河の流動の詳細を理解する必要がある．そこで我々は SAR 衛星画像および可視衛星画像をそれぞれ用いて 2014–2017 年におけるPio XI 氷河の流動速度と末端位置変化の季節スケールにおける変動を定量化した．その結果，北側末端は 4-9 月に 加速し 10-3 月に減速する，すなわち冬期に大きな流動速度を示す.一方で，南側末端では 7–11 月に加速，12–6 月に減速する．北側末端は，その末端位置に 7–11 月に前進，12–6 月に後退する季節変動を示した．一方，南側末端では季節変動は観測されなかった．
1. はじめにわかっていない．しかしながら，2014 年以降新たな

南パタゴニア氷原に位置する氷河末端の多くは人工衛星が運用開始されたことで天候を問わず観後退しており，氷原は縮小傾向にある（Maltz, 2018）．

測可能な合成開口レーダー(Synthetic Aperture Radar:氷原西部に位置する Pio XI 氷河は近年，氷原に位置SAR)の回帰周期が短くなり，高時間分解能での流する氷河の中で唯一末端の前進および南側末端で動観測が可能となった．

標高上昇が報告された(e.g., Wilson 2016, Maltz, 2018)．

そこで本研究では 2015–2017 年の期間で 1 年より末端で 2 股に分岐して北側は湖に，南側はフィヨルも短いタイムスケールにおける流動速度および末ドに流れ込んでいる．

端位置の変化を定量化することを目的とした．

気候変動に直接影響を受けていないと考えられる Pio XI 氷河の特異な振舞いを説明するために，先2. 観測手法

行研究によって長年議論が行われている．気候変動

2.1, 流動速度に直接影響

本研究では，人工衛星が取得した SAR 画像にオを受けない末端変動として，氷河サージが知られフセットトラッキング法を適用して氷河の流動速ており，Pio XI 氷河がサージ氷河ではないかという度を測定した．オフセットトラッキング法は取得時指摘がある．しかしながら Rivera(1997)では，Pio XI期の異なる 2 枚の画像間のずれを累積変動量とし氷河でサージ氷河ではないと結論付けた．て検出する．オフセットトラッキング法は，地表面

Pio XI 氷河を対象とした流動速度および末端位置変動観測によく用いられる InSAR と呼ばれる手法の観測はこれまで人工衛星画像解析によって行わでは捉えることのできない大きな変動や干渉性のれてきた(e.g., Sakakibara and Sugiyama, 2014)．しか悪い箇所でも流動速度の検出が可能であるというしながら Pio XI 氷河の位置する氷原西部では 1 年メリットがある．したがって流動速度の大きな氷河を通して天候が悪く，光学センサーを用いた高頻度を対象とした流動速度検出に頻繁に用いられてい観測が困難である．そのため，流動速度および末端る（e.g. Nagler, 2015, Kääb, 2018）．この手法により，位置が季節スケールでどのような変動を示すのか氷河の面的な流動速度を得ることができる．

北海道大学 大学院環境科学院
Graduate School of Environmental Science, Hokkaido University2
北海道大学 低温科学研究所
Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
3
北海道大学 大学院理学研究院
Department of Natural History Sciences, Hokkaido University
1－93－
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本研究で用いたデータは 2014 年に打ち上げられた ALOS-2 と Sentinl-1 によって取得され, それぞれの最短回帰周期は 14, 12 日である．流動速度の測定に用いた衛星画像の 46 ペアの取得感覚は 12–48日であった．

図 1. 2016 年 7 月 11 日から 2016 年 8 月 4 日の期間における
Pio XI 氷河の流動速度分布 a，b の領域内の平均流動速度を
図 2．に示す．

図 2. 北側末端(a)および南側末端(b)における流動速度の時2.2. 末端位置変化

間変化（青），各年の平均値（緑）．

2015–2018 年の 16 枚の可視衛星画像から地理情報システム（QGIS）を用いて目視判別により末端位置を決定した．その後，同一の氷河幅に対する末端位置の平均的な変化量を氷河末端変動量とした．用
いたデータを取得した衛星は Landsat 8 (Band-8)とSentinel-2 であり，空間分解能はそれぞれ 15 m，10m である．
3. 結果
3.1. 流動速度変化
2016 年における氷河の流動速度分布を図 1 に示す．北側末端（図 1a）と分岐点の領域において大きな流動速度を示した．次に時間変化を解析すると，北側末端では 2015–2017 年の年平均速度は 2.0, 2.6,

図 3. 北側（赤）および南側（青）末端位置の時系列変化．

1.9 m/day であり，1.1–4.7m /day の範囲で季節変動を示した（図 2a）. また各年の変動幅は 3.6, 3.5, 2.1m/day であった. 南側末端では年平均速度は 1.1, 0.9,1.2 m/day であり，0.3–2.1 m/day の範囲で季節変動を示した（図 2b）. また各年の変動幅は 1.5, 1.4, 1.7
m/day であった．観測期間全体を通し，南側末端よりも北側末端において流動速度とその変動幅が大きかった.
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図 4. 北側末端における(a)流動速度の季節変化，(b)末端位置の季節変化．南側末端における(c)流動速度の季節変化，(b)末端位置の季節変化．末端位置は各年平均値からの偏差を示す．

3.2. 末端位置変化

ではこのような顕著な流動加速は確認されなかっ北側の末端は 2016 年 6 月までゆるやかな前進を示た．

した後，年周期の前進・後退を繰り返し，2018 年 7

図 4b，d では，南北末端位置のそれぞれの季節変

月には 2014 年 11 月と比べて 200 m まで前進した動が確認できる．北側末端位置では，7–11 月に前進（図 3）．

し，12–6 月に後退する年周期変動が観測された．一

南側末端は最大 100 m の範囲で前進・後退を示した

方で南側の末端位置においては，末端位置変化に周後，2014 年 11 月から 2018 年 6 月までに 100 m 前期的な変動を認めることができない．

進した．
4.2 流動速度と末端位置の関係
4.考察
4.1. 季節変動
Pio XI 氷河両末端は，1 年以内の短い時間スケー
ルで流動速度および末端位置に変化を示しながら両末端における流動速度および北側末端における位置変動は季節変動を示したが，それらの周期および位相は一致していない．南側末端位置は季節的な変動が確認されなかった．

流動していた．北側末端で 4–9 月にかけて加速し,それぞれの氷河末端は 15 km 程度離れているた10-3 月に減速するという季節変動が観測された（図め気象条件が大きく異なることは考えにくい．同じ4a）．南側末端では 8–10 月に加速，12–6 月に減速す気象条件の消耗域で分岐したそれぞれの氷河末端るという季節変動が確認された（図 4c）．

において加速現象の有無および季節変動が異なる

さらに，2015, 2016 年の 7–9 月には北側末端でことは非常に興味深い．しかしながら，南北両末端顕著な加速が認められた．特に， 2015 年 8–9 月にで挙動が異なる原因に関して，現段階で結論を出す

は年平均の 2.3 倍の速度に達した．一方，南側末端ことはできない．さらに，季節スケールの流動速度－95－Copyright©2019 公益社団法人日本雪氷学会北海道支部
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および末端位置変化が氷河変動に与える影響もわ

地震研究所との共同研究契約により JAXA から提かっていない．そのためには今後さらなる観測が必供されたものである．PALSAR-2 データの所有権は要である．

経済産業省および JAXA にある．
本研究は科研費（16H05734）の助成を得た．

5. まとめ
人工衛星搭載 SAR のデータを高時間分解能で解析した結果, 南パタゴニア氷原 Pio XI 氷河の季節【引用・参考文献】
1) Rivera, A. et al., The 20th-century advance of Glacier
Pio XI, Chilean Patagonia, Ann. Glacual., 24, 66 – 71的な流動変化が明らかになった．
北側末端は 4-9 月に 加速し 10-3 月に減速する，

2) Malz. P. et al., 2018: Elevation and Mass Changes of

すなわち冬期に大きな流動速度を示す.一方で，南

the Southern Patagonia Icefield Derived from

側末端では 7–11 月に加速，12–6 月に減速する．北TanDEM-X and SRTM Data, Remote Sens., 10, 188.

側末端は，その末端位置に 7–11 月に前進，12–6 月

3) Wilson. R and D. Carrion, A. Rivera, 2016: Detailedに後退する季節変動を示した．一方，南側末端ではdynamic, geometric and supraglacial moraine data

季節変動は観測されなかった．

for Glacier Pio XI, the only surge-type glacier of the

流動速度と末端位置変化に関係性は見出すこと

Patagonia Icefield, Ann. Glacial., 57(73), 119-130.

ができない．今後は季節変動スケールの流動速度変

4) Rignot, E., J. Mouginot, and B. Scheuch, 2011, Ice

化が氷河変動に与える影響について研究を進める

flow of the Antarctic ice sheet, Science, 333, 1427–予定である．

1430.
5) Nagler T. et al., 2015, The Sentinel-1 Mission: New【謝辞】

Opportunities for Ice Sheet Observations, Remote

本研究で用いた PALSAR-2 データは PIXELSens., 7, 9371-9389.

(PALSAR Interferometry Consortium to Study our6) Kääb A. et al., 2018, Massive collapse of two glaciers

Evolving Land surface）において共有しているもので

in western Tibet in 2016 after surge-like instability,あり， 宇宙航空研究開発機構（JAXA）と東京大学

Nat. Geosci., 11, 114-120.

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