【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】26241010 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

氷河地震 / 温暖化 / インフラサウンド / 脈動波浪 / 氷震微動 / 多圏融合物理現象 / 微気圧変動 / 地球温暖化 / 雪氷圏変動 / 物理相互作用 / 環境分析 / 環境変動 / 極地 / 地球観測 / 可聴下波動 / 南極域 / 波浪脈動 / 波動伝播モデリング

【研究成果の概要】

南極昭和基地の地震計と微気圧計の周波数解析により、脈動と微気圧擾乱の短時間変動、日周・季節・経年変化を求めた。また同基地の地震検知率を海氷分布と比較・統計解析を行い、気象・気候・温暖化の影響を検討した。さらにリュツォ・ホルム湾域のアレイ観測網を用いて、氷河地震や氷震微動の時空間分布、周波数・波動伝播特性を調べた。
広域データを利用し、内陸部や西南極の氷河地震活動や音源を比較検討した。また砕氷船の走行観測により、南大洋上の大気・海面擾乱による南極表層環境への影響を精査した。波動伝播モデリングにより多圏間の物理相互作用メカニズムを推定し、観測による脈動・微気圧擾乱と比較して温暖化の影響を評価した。

【研究の社会的意義】

南大洋の海面擾乱とそれに伴う気圧変動による、南極域の浅層大気と固体地球表層への応答を明らかにし、またその波動群の振幅強度や周波数特性の経年変化を海氷分布等との相関を調べた結果、温暖化の南半球高緯度帯への数年単位での影響を評価できた。
氷河地震活動の時空間分布の長期間の解析結果は、極域の温暖化モニタリングの新しい指標となり得ることが示され、地球規模環境変動の雪氷圏への影響とその増幅メカニズム解明への貢献が期待される。さらにインフラサウンドのアレイ解析により、海洋波浪、氷床・氷河・海氷起源の振動の時空間分布を検知し、極域表層環境変動に伴う大気-海洋-雪氷-固体地球の相互作用の解明に貢献した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2019-03-31

【配分額】38,350千円 (直接経費: 29,500千円、間接経費: 8,850千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】19310009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地球観測 / リモートセンシング / テラヘルツ / 赤外材料・素子 / 量子エレクトロニクス / 環境変動 / 先端機能デバイス / 地球変動予測 / 超伝導材料・素子

【研究成果の概要】

大気中の酸素原子(OI)やOHラジカルは、オゾン層回復・破壊や地球温暖化、揮発性有機物質の消失過程について理解を深める上で鍵を握る成分である。我々はこれらのガス種の1.8-4THz帯スペクトル線のリモートセンシグを実現すべく、NbTiN超伝導細線を集積したホットエレクトロンボロメータミクサと呼ばれる次世代のヘテロダイン検出素子の改良・開発を行った。さらに、低振動のパルス管冷凍機を用いた冷却性能評価システムを開発し、これを実際に用いて、1.5THz帯でのHEBM素子の雑音性能、動作安定性を評価した。その結果、1600K以下の雑音温度(RF/LO結合効率とレンズ表面での反射を校正)を実現した。さらに、この最小雑音温度域には、中間周波(IF)出力(0.8-1.5GHz)の極大値が存在し、この場所において実用的な10秒以上の安定時間(アラン分散)を得られることが分かった。これは、電流電圧(局部発振波パワー)の揺らぎの影響がIF極大域では緩和されることを示唆する。我々のHEBM素子は特異な特徴をもつことが分かったが、これらは、本申請において安定・高信頼の冷却系・バイアス回路系などの評価システムをあわせて開発したことで、初めて得ることができた成果である。今後HEBMの1.8-4THz帯での高感度化・安定化を図り、測器搭載による実観測を目指す。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】17101001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋科学 / 地球化学 / 海洋物理 / 陸水学 / 地球観測 / 環境変動 / 海洋物理・陸水学 / ヘリウム同位体 / 希ガス濃度 / 深層海洋循環 / トレーサー / 係留流速計 / 数値シミュレーション

【研究成果の概要】

太平洋深層の海洋循環を調べるため、新たに高精度の分析システムを構築し、ヘリウム同位体比の分布図を作成した。西部北太平洋では、深さ2500mでは低緯度の西向流はフィリピン海に流れ込む一方、3000mではマリアナ弧に沿って北に向きを変えることを明らかにした。ヘリウムの異常が少ない深さ4000mでも、係留系によって北向きの流れが確認できた。これらの観測結果は高解像度の診断的数値シミュレーションの結果と一致した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2005 - 2009

【配分額】106,860千円 (直接経費: 82,200千円、間接経費: 24,660千円)