(別紙様式１０)２０２１年度 北極域研究共同推進拠点 共同研究等報告書【申請区分】：□萌芽的異分野連携共同研究✓□共同推進研究□産学官連携フィージビリティ・スタディ□共同研究集会【研究課題名】：□産学官連携課題設定集会

環北極域における水循環環境【研究期間】：2021 年度【共同研究員】
共同研究員

氏名

研究代表者

大島 和裕

（拠点外）

所属・職名

専門分野

区分

青森大学ソフトウェア情報学 気候学部・准教授(注 2)

研究分担者 吉川 泰弘

北見工業大学工学部・准教 水工学

（拠点外）

授

(注 2)

中村 哲

北海道大学大学院地球環 気候学・気象学
境科学院・博士研究員

研究分担者 朴 昊澤海洋研究開発機構北極環 水文学（拠点内）

境変動総合研究センター・

(注 2)

主任研究員
藤原 周

海洋研究開発機構北極環 海洋化学

A

境変動総合研究センター・研究員
研究協力者

鄭 峻介

A合研究所・主任研究員

(注 2)
(注 3)

森林研究・整備機構森林総 生態学小松 謙介

東京大学大気海洋研究所・ 気象学

B

特任研究員
立花 義裕

三重大学・教授

気候学・気象学(注 2) 拠点内外については、募集要項別添の北極域研究共同推進拠点を形成する３研究施設の研究者リストをご覧ください。
(注 3) 計画申請書に含まれていなかった方でも結果的に本共同研究に参画された方（招へい者等）が居られれば、研究協力者として記述して下さい。

1

【研究の内容】(1) 概要を 400 字以内（文字のみ）で記載してください。
本課題は、近年の地球温暖化による気候変化が顕著な環北極域を対象として、大気、海洋、陸域をつなぐ水循環環境の解明を目的として実施した。代表者と分担者、協力者は、これまでにも共同研究や研究協力による接点があったが、本共同研究と通じて、分担者と協力者のつながりができたことは大変良い機会となった。コロナ禍のため、進捗は限定的であったが、11 月と 12 月に実施した研究会では、参加者それぞれの専門分野で実施している研究について話題提供があり、活発な質疑、意見交換が行われた。各研究については成果が出されているが、より議論を深めるためには時間や回数が不十分であった。今回は限定的であったが有意義な場となったことから、これを機に今後も連携を継続し、各研究を発展させるとともに、さらに環北極域における水循環環境の総合的な解明に向けて分野横断的な研究を模索したい。
(2) 図表や写真も交えて、研究の内容や成果等を 2000 字程度でまとめてください。
環北極域の水循環は、大気、海洋、陸域の諸過程で構成される相互作用システム（図 1）であり、海氷を中心に雪氷プロセスが鍵となる。例えば、最近の研究では、環北極陸域河川を介した北極海への熱輸送が海氷に影響を及ぼすことが指摘された（Park, Watanabe et al. 2020）。これは北極気候システムの相互作用を解明する研究として好例である。本課題では、研究打合せで参加者の研究紹介を行い、その概要は

図 1 北極域における大気・陸域・海洋の相互作用（JCAR 2014 より転載）

以下の通りである。
シベリアの主要河川の 1 つであるレナ川の春の流量データを解析した結果、河氷融解に伴う急激な変化にはオホーツク高気圧による大気循環変動が影響を及ぼすことが明らかになった。さらに、このオホーツク高気圧の経年変動は、オホーツク海上の（正味）降水量の変化にも影響を及ぼすことが分かった。これの成果に関して学会発表を行ったが、論文化には至らなかった。
また、オホーツク海上の正味の降水量に加え、オホーツク海周辺の陸面からオホーツク海へ流入する淡水の総量を大気再解析及び領域気象モデルを用いて推定を行なった。その結果、オホーツ
ク海上の正味の降水量は全体の淡水供給の約半分を占めている一方、陸域の大規模河川以外からの淡水供給も大きな割合を占めていることが示唆された。これらオホーツク海を取り巻く小規模河川が、オホーツク海内部の海氷や生物生産へ影響をもたらすのか否かに関しては更なる研究への発展が期待される。
北海道の結氷河川を対象に、計算モデルと現地観測の結果から解氷現象と水深上昇の関係を明らかにした。また、現地の動画データから河氷の河道内堆積（アイスジャム）現象の経時変化を明らかにした。本研究成果は、環北極域気候変動の中で水循環環境に関する多角的な知見として、特に北極河川を特徴づける河氷と流量変動の関係について知見が得られた。
2

東シベリアで近年観測された異常豪雨が森林生態系に与えた影響について紹介した。東シベリ
ア北東部のタイガ－ツンドラ境界域サイト（チョクルダ）、中央部のタイガ林サイト（ヤクーツク）、両者において、これまで厳しい低温や乾燥に適応してきたカラマツにとって、これまで稀な現象であった過湿環境に対する高い脆弱性が現場観測や樹木年輪解析（幅と炭素安定同位体比）から明らかになってきている。
北極海氷減少に対する先行研究では大気循環への影響評価がメインであるが、我々の共同研究の１つでは水同位体を組み込んだ大気大循環モデルを用いて Nakamura et al. (2016)の海氷減少実
験を基に、環北極域における水同位体の変化を調査した。北極域全体で降水同位体比が増加するシグナルがみられ、北極海上のみならず周囲陸域の水循環への影響が示唆された。
近年の北極温暖化に伴い夏季の極東域でブロッキング高気圧に伴う熱波が発生している。本研
究では極東シベリアのブロッキング高気圧に伴う遠隔影響として、梅雨前線帯の降水量が強まることを発見した（Nakamura and Sato, 2022）。北極域の水循環においてもブロッキング高気圧は重要な役割を果たし、特にグリーンランド域で発生するブロッキング高気圧は、夏季の大陸から北極海への水蒸気流入を強める効果を持つことが推測される。本課題では水蒸気流入を起こす大気循環について、ブロッキングのような長い時間スケールの現象と、移動性擾乱やそれに伴う大気の川（Atmospheric river）のような短い時間スケールの現象、双方の役割について情報交換し、議論を深めることができた。
本課題の共同研究では、分担者と協力者の個々の接点ができたことは大変良い機会であった。コロナ禍のため、進捗は限定的であったが、研究打合せを通じて各専門分野の視点からの話題提供があり、活発な質疑、意見・情報交換が行われ、他分野の研究成果や手法を知ることもできた。ただ、より議論を深めるためには時間の確保や複数回の実施が必要であった。今回は有意義な場となったことから、これを機に今後も連携を継続し、各研究発展とともに、さらに環北極域における水循環環境の分野横断的な研究へ向けて検討したい。
(3) 本共同研究に関する活動・実績等を下表に記入してください。
①研究打合せ、学会参加・集会(注 4)、調査等(注 4)

研究代表者、共同研究分担者、研究協力者、招へい者によるもの

日程(月日)

日数

活動内容

場所

(日)
2021.11.19

2 研究打合せ青森研究代表者、共同研究分担者、研究参加者数

協力者、招へい者の参加者名・部署(人)

大島和裕、吉川泰弘、中村哲、立花義3

裕
2021.12.18

2 研究打合せ青森

大島和裕、吉川泰弘、藤原周、鄭峻

5介、小松謙介
2021.12.22

1 研究打合せ青森

大島和裕、朴昊澤32

②研究論文
研究代表者並びに、研究分担者あるいは研究協力者が著者の関連論文がありましたら可能な限り記載ください。
論文が複数ある場合は、そのフォーマットとして論文 1 の分をコピーして記載してください。
論文 1
項目

記入要項

回答

(1)著者名(共著者名含む)、

Nakamura, T., and Sato, T, (2022): A possible linkage of Eurasian heat wave

発行年、論文タイトル、掲載

and East Asian heavy rainfall in Relation to the Rapid Arctic warming,

誌名、巻・号、ページ数、Environmental Research, 209, 112881. doi:10.1016/j.envres.2022.112

DOI、出版年月日

論文 2
項目記入要項

回答(1)著者名(共著者名含む)、

Park, H., A. Fedorov, P. Konstantinov, T. Hiyama (2021): Numerical

発行年、論文タイトル、掲載

Assessments of Excess Ice Impacts on Permafrost and Greenhouse Gases in a

誌名、巻・号、ページ数、Siberian Tundra Site Under a Warming Climate. Frontiers in Earth Science, 9,

DOI、出版年月日

704447, doi:10.3389/feart.2021.704447

論文 3
項目

記入要項

回答

(1)著者名(共著者名含む)、

H. Park, M. Tanoue, A. Sugimoto, K. Ichiyanagi, G. Iwahana, T. Hiyama

発行年、論文タイトル、掲載(2021): Quantitative Separation of Precipitation and Permafrost Waters Used

誌名、巻・号、ページ数、

for Evapotranspiration in a Boreal Forest: A Numerical Study Using Tracer

DOI、出版年月日

Model, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH - Biogeosciences, 126,e2021JG006645. doi:10.1029/2021JG006645.

論文 4
項目

記入要項

回答

(1)著者名(共著者名含む)、

吉川泰弘，寺崎海斗，横山洋： 寒冷地河川における水深上昇を考慮した解

発行年、論文タイトル、掲載

氷 時 期 推 定 手 法 の 開 発 ， 土 木 学 会 ， 河 川 技 術 論 文 集 , 第 27 巻 ，誌名、巻・号、ページ数、

pp.541-544，2021．6 月, doi:10.11532/river.27.0_541

DOI、出版年月日③研究書等著書
著書名・著者名

出版年月

該当なし
4

出版社名

④特許等出願
特許、実用新案、商標

該当なし⑤研究発表(資料添付も可)
発表年月日

発表者名（共著者を含む）

発表タイトル

発表学会等名称

発表地

招待
講演
(〇)

2022.3.15

Shunsuke Tei (FFPRI),

Tree growth

第 69 回日本生オン

Ayumi Kotani (Nagoya

response to態学会大会

ライUniv.), Shin Nagai

seasonal(JAMSTEC)climate

ン

variability in
mid- andhigh-latitudesof theNorthern
Hemisphere2022.3.9

Shunsuke Tei (FFPRI)

Vulnerability

International

名古and resilience

Symposium

屋(オof larch treeon ”Pan-Arctic

ンライ

growth to

Water -Carbonン)

climateCycles andchanges in

Terrestrial

eastern

Changes in the

Siberia

Arctic: For
resilient Arctic
Communities”

2022.3.8

Masahiro Tanoue (NIES),

Relationship

International

名古Tetsu Nakamura (Hokkaido

between sea ice

Symposium

屋(オUniversity), Kazuhiro

retreat andon ”Pan-Arctic

ンライ

Oshima (Aomori University),

precipitation

Water -Carbonン)

Kimpei Ichiyanagi

isotopic ratios

Cycles and(Kumamoto University),around Arctic

Terrestrial

Hotaek Park (JAMSTEC)

regionChanges in the
Arctic: For
resilient Arctic

5Communities”
2021.12.2-3

大島和裕(青森大学)、立花オホーツク海へ

日本気象学会津 (オ義裕(三重大学)、小松謙介

大気から供給さ2021 年度秋季

ンライ(東京大学)

れる淡水変動と大会ン)

Seasonal cycle

The 12th立川University), Yoshihiro

and inter-annual

Symposium on(オンTachibana (Mie University),

variation of

Polar Scienceライン)

Kensuke Komatsu (Theatmospheric

University of Tokyo)

freshwater input

大気循環場の関係
2021.11.1-18 Kazuhiro Oshima (Aomori

into the Sea ofOkhotsk andassociatedlarge-scaleatmosphericcirculation
2021.9.15

田上雅浩(国立環境研究

降水の安定同水文・水資源学 オンラ所)、中村 哲(北海道大学)、

位体比に見ら会 2021 年度研

大島和裕(青森大学)、一柳

れる北極域で究発表会

錦平(熊本大学)、朴 昊澤の海氷後退に(JAMSTEC)

よる応答

イン

⑥国際シンポジウム等(資料添付も可)参加をした主な国際シンポジウム等
開催時期（年月）

国際シンポジウム等名称

招待講演/議長の有無⑦本共同研究に関し実施(主催、共催、後援等)したシンポジウム・集会(注 6)等(資料添付も可)(注 6) 研究代表者、共同研究分担者、研究協力者、招へい者以外を含む参加募集によるもの
開催日

実施

形態

シンポジ

地

(注 7)

ウム・集

（国、県、目的及び概要

会等名称

市など）

(注 7)
形態:シンポジウム、セミナー、公開講座、ワークショップ、その他
6

対象者

参加人数

(注 7)

(海外(注 8))

対象：一般、地域、学生、研究者(注 8) 海外機関に所属するもの⑧本拠点共同研究に係る成果が科学研究費などの外部資金の応募(予定を含む)やプロジェクトに発展した例があればご記入ください。
・プロジェクト名・プロジェクトの主な プロジェクト期間

・プロジェクト概要

・代表者・関係者(所属)

財源(目的・期待効果、規模、参加・関係研究者

・金額

国等)

・予定の場合は、(予定)

・これまでの本共同研究との関と記載してください

連性(300 字程度)⑨研究成果が一般社会産業界などに還元（応用）された事例や新しい研究分野の開拓や教育活動に反映された事例(資料添付も可）⑩その他国際研究協力活動事例
事業名

概要

受入人数

派遣人数

⑪学会賞等受賞、アウトリーチ、取材、その他
年月日

所在・出典・新聞名等受賞者・関係者(所属)

研究課題名・賞名・内容等

記事コピ－等を添付してください。
⑫コロナ禍の影響と対策
本共同研究へのコロナ禍の影響と対策(改善・代替策、計画変更、工夫等)、助成金執行率(%)について記述してください。
影響の事象

対策の有無と内容(計画変更・中止、改善・代替策、工夫等)

打合せの実施コロナ禍のため打合せを行うことが難しかった。
感染状況が落ち着いた 11 月、12 月に日程調整し、分散して実施した。
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共同研究の進捗

上の項目を関連して、進捗が限定的であった。
オンライン等の対応も考えられたが、できなかった。

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