北極海氷の減少を説明する新たなメカニズムを提唱

• 北極海大西洋側のバレンツ-カラ海における冬季海氷減少速度は、最新のシミュレーションであっても過小評価傾向にあった。
• メキシコ湾流域の海面水温について観測データでシミュレーションを修正すると、バレンツ-カラ海に対する熱輸送が増加し、過去数十年にわたる冬季の海氷減少を再現できることが明らかになった。
• 本研究の結果は、人為起源の温室効果ガスやエアロゾルの排出に対する北極域の気候変動予測の不確実性低減に貢献すると期待される。

　国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長 大和裕幸、以下「JAMSTEC」という。）地球環境部門環境変動予測研究センターの山上遥航ポストドクトラル研究員、東京大学大気海洋研究所の渡部雅浩教授、九州大学応用力学研究所の森正人助教、地球環境部門北極環境変動総合研究センターの小野純特任研究員は、過去の気候を再現するシミュレーション等を実施・解析することで、メキシコ湾流域における海面水温の変動がバレンツ-カラ海での冬季海氷減少を引き起こしていることを明らかにしました。
　北極海の大西洋側に位置するバレンツ-カラ海では（図1）、冬季において顕著に海氷が減少しています。このような北極海の環境変動は、日本を含む北半球中緯度域の異常気象に影響すると考えられています。一方、バレンツ-カラ海における冬季海氷の減少速度は、最新のシミュレーション（CMIP6、注1）であっても過小評価傾向にあるものの、その要因は明らかではありませんでした。
　本研究では、過去の気候を再現するシミュレーション（以下「HIST実験」という。）と北大西洋のメキシコ湾流域（図1）における海面水温の変動を実際に観測されたデータに修正するシミュレーション（以下「NAGA実験」という。）の結果を比較し、メキシコ湾流域の表層水温の違いが冬季のバレンツ-カラ海の海氷減少速度へ与える影響を調査しました。その結果、NAGA実験で海氷減少速度が現実的な範囲で再現されていることがわかりました（図2）。バレンツ-カラ海においては、海流によって大西洋側から熱がより多く輸送されており、バレンツ-カラ海の表層水温が統計的に有意な上昇を示していました（図3）。また、解析するとメキシコ湾流域の海面水温が速く上昇するほど、バレンツ-カラ海の海氷がより速く減少するという、統計的に有意な相関関係が示されました。
　本研究の成果は、メキシコ湾流域における海面水温の変動が北極海氷の長期変動をコントロールする可能性を示唆します。今後はさらなるシミュレーションの高度化を進めながら、将来気候変動予測におけるメキシコ湾流と北極海の関係について調査する予定です。
　本研究は、文部科学省の「統合的気候モデル高度化研究プログラム（JPMXD0717935457）」、「気候変動予測先端研究プログラム（JPMXD0722680395）」、「北極域研究加速プロジェクト （ArCS II）（JPMXD1420318865）」、科学研究費助成事業学術変革領域研究B「DNA気候学への挑戦」（JP20H05729）の他、JP19H05703、JP22H01299、JP22H04487、JP22K14098の支援を受けて実施されたものです。
　本成果は、「Nature Communications」に7月15日に掲載されました。

注1 CMIP6：Coupled Model Intercomparison Project Phase 6（第六期結合モデル相互比較プロジェクト）。気候モデルと呼ばれる、コンピュータによって擬似的な地球を再現する計算プログラムを用いた、シミュレーションの相合比較プロジェクト。気候モデルは、大気・海洋・陸面等における地球気候システムを構成する様々な現象を物理法則に基づき定式化したもので、各国の研究機関で開発が行われている。本研究では、39のCMIP6モデルによる過去気候再現シミュレーション（1970-2014年、合計372メンバー）の大アンサンブルデータを使用した。

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タイトル：Barents-Kara sea-ice decline attributed to surface warming in the Gulf Stream
DOI：10.1038/s41467-022-31117-6
著者：山上遥航1、渡部雅浩2、森正人3、小野純1
1. 海洋研究開発機構、2.東京大学大気海洋研究所、3.九州大学応用力学研究所

応用力学研究所　森  正人　助教