研究活動情報

• 2025年04月, 文部科学省, 令和7年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）
• 2017年08月, 日本気象学会 堀内賞
• 2016年02月, 北海道大学, 教育総長賞奨励賞

• Antarctic Bottom Water in a changing climate
  Stephen R. Rintoul; Andrew L. Stewart; Gregory C. Johnson; Shenjie Zhou; Annie Foppert; Qian Li; Adele K. Morrison; Alessandro Silvano; Kathryn L. Gunn; Matthew H. England; Sohey Nihashi; Shigeru Aoki
  Nature Reviews Earth & Environment, Springer Science and Business Media LLC, 2025年12月09日
  研究論文（学術雑誌）
• Antarctic ice-shelf collapse in Holocene driven by meltwater release feedbacks
  Yusuke Suganuma; Takuya Itaki; Yuki Haneda; Kazuya Kusahara; Takashi Obase; Takeshige Ishiwa; Takayuki Omori; Minoru Ikehara; Robert McKay; Osamu Seki; Daisuke Hirano; Masakazu Fujii; Yuji Kato; Atsuko Amano; Yuki Tokuda; Hokuto Iwatani; Yoshiaki Suzuki; Motohiro Hirabayashi; Hiroyuki Matsuzaki; Takeyasu Yamagata; Masao Iwai; Kota Katsuki; Francisco J. Jimenez-Espejo; Hiroki Matsui; Koji Seike; Moto Kawamata; Naohisa Nishida; Masato Ito; Shin Sugiyama; Jun’ichi Okuno; Takanobu Sawagaki; Ayako Abe-Ouchi; Shigeru Aoki; Hideki Miura
  Nature Geoscience, 18, 12, 1216, 1223, Springer Science and Business Media LLC, 2025年11月07日
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Circumpolar Deep Water inflow onto Antarctica’s continental shelves is a key driver of accelerated Antarctic Ice Sheet mass loss, both presently and during the last deglaciation. However, the mechanisms driving enhanced inflow and the resultant impact on large-scale ice-sheet retreat events are still not fully understood. Here we address this topic using marine sediment cores from Lützow–Holm Bay, East Antarctica, through analyses of sedimentary beryllium isotopes and complementary proxies. These records, when compared to inland mountain outcrop records, show that ice-shelf collapse and simultaneous inland ice-sheet thinning ~9,000 years ago were associated with enhanced Circumpolar Deep Water inflow and sea-level rise. A hierarchical modelling approach that combines climate and high-resolution ocean simulations suggests that freshwater discharge from adjacent Antarctic sectors into the Southern Ocean probably enhanced the regional inflow into submarine troughs in Lützow–Holm Bay between 10,000 and 9,000 years ago. We propose a feedback loop whereby meltwater from rapidly retreating Antarctic sectors since the Last Glacial Maximum enhanced stratification and Circumpolar Deep Water incursions onto adjacent shelves. Alongside relative sea-level rise, this meltwater feedback triggers further ice-shelf instability and enhances dynamic inland ice discharge, highlighting a mechanism relevant to future Antarctic Ice Sheet changes.
• Algal enrichment process for newly formed sea ice in the Dalton polynya off East Antarctica during the late summer–early autumn
  Keigo D. Takahashi; Masato Ito; Natsumi Nojiro; Daiki Nomura; Masayoshi Sano; Shigeru Aoki; Pat Wongpan; Guy D. Williams; Michiyo Yamamoto-Kawai; Takeshi Tamura; Masato Moteki; Toru Hirawake; Ryosuke Makabe
  Elem Sci Anth, 13, 1, University of California Press, 2025年06月02日
  研究論文（学術雑誌）, Newly formed sea ice can incorporate considerable amounts of organic matter including phytoplankton during its freezing and growth. This initial incorporation influences the standing stocks of ice algae, a fundamental component of high-latitude marine ecosystems. Physical incorporation via the accretion of frazil ice, instead of congelation growth, is considered to incorporate particles efficiently. However, for thin ice (<0.20 m thickness), information on the relationship between ice texture and particle incorporation is scarce. Here, we assessed sea-ice texture (proportion of frazil ice-origin layer), macronutrient concentrations, fraction of snow, and algal composition in Antarctic sea ice and their effects on the enrichment of algae into thin ice in terms of chlorophyll a (Chl a) and biogenic silica (BSi). Chl a and BSi concentrations of thin ice ranged over 0.2–11.6 µg L−1 and 0.5–11.1 µmol L−1, respectively, being significantly concentrated compared to seawater. BSi enrichment in thin ice correlated negatively with the proportion of frazil ice-origin layer, while no relationship was observed with Chl a enrichment. These results suggest that frazil ice could play a minor role in entraining algal cells under certain circumstances, possibly due to the low turbulence and wind speeds of the late summer–early autumn season dampening the interaction between frazil ice and phytoplankton. Algal composition data could suggest that ice algae from the previous winter’s sea ice were released and re-incorporated into the surrounding thin ice on its formation, given the high similarity in species composition observed between older ice and several thin ice samples. This mechanism potentially promotes algal enrichment without the accretion of frazil ice, as indicated by the maximum enrichment in thin ice which developed via congelation growth. Our results show that algal concentration in thin ice could be affected by the presence of old sea ice and hydrographic and meteorological conditions.
• Ocean Response Along the East Antarctic Coastal Margin to the Southern Ocean Annular Mode
  K. Mizobata; D. Hirano; K. Kusahara; S. Aoki; J. Inoue; S. Takao; R. Makabe
  Geophysical Research Letters, 52, e2024GL112914., 2025年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Intense frazil ice production promotes high algal biomass in newly-formed sea ice
  Ito, M.; K. D. Takahashi; R. Makabe; D. Hirano; K. I. Ohshima; T. Tamura; S. Aoki
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, 3, e2024JC021689, 2025年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Hydrographic section along 55° E in the Indian and Southern oceans
  Katsuro Katsumata; Shigeru Aoki; Kay I. Ohshima; Michiyo Yamamoto-Kawai
  Ocean Science, 21, 1, 419, 436, Copernicus GmbH, 2025年02月12日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract. A hydrographic section along 55° E, south of 30° S, was visited from December 2019 to January 2020 as the first occupation under the Global Ocean Ship-based Hydrographic Investigations Program. The water column was measured from the sea surface to 10 dbar above the bottom with eddy-resolving station spacings and state-of-the-art accuracy. The upper profile was characterised by a conspicuous front between 42.5 and 43° S and a cold-core eddy at 39° S. The front was identified as the confluence of Subtropical and Subantarctic fronts. The Agulhas Return Current front was found at 41.6° S. When combined with the section north of 30° S observed in 2018, another subsurface front was found in dissolved oxygen around 28° S at depths of 1500 to 3000 dbar. In the eastern Weddell–Enderby Abyssal Plain, no obvious large-scale flow was observed at depths greater than 3000 dbar. We used transient tracers to estimate isopycnal diffusivity there to be 72±16 m2 s−1. Antarctic Bottom Water in the basin consisted of water masses originating from the Cape Darnley region (0 %–35 %) and Weddell Sea Deep Water (5 %–75 %) diluted by Lower Circumpolar Deep Water above. These snapshot observations not only confirm hydrographic features reported earlier in the Madagascar and Crozet basins, but also describe the diffusive nature of the deep to bottom circulation in the Weddell–Enderby Abyssal Plain.
• Revisiting circulation and water masses over the East Antarctic margin (80–150°E)
  Kaihe Yamazaki; Katsuro Katsumata; Daisuke Hirano; Daiki Nomura; Hiroko Sasaki; Hiroto Murase; Shigeru Aoki
  Progress in Oceanography, 103285, 103285, Elsevier BV, 2024年05月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Oceanographic factors determining the distribution of nutrients and primary production in the subpolar Southern Ocean
  Manami Tozawa; Daiki Nomura; Kaihe Yamazaki; Masaaki Kiuchi; Daisuke Hirano; Shigeru Aoki; Hiroko Sasaki; Hiroto Murase
  Progress in Oceanography, 103266, 103266, Elsevier BV, 2024年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• How Can Helicopters Help Us Determine the Health of Antarctica’s Oceans?
  Yoshihiro Nakayama; Pat Wongpan; Jamin S. Greenbaum; Kaihe Yamazaki; Shigeru Aoki
  Frontiers for Young Minds, 12, Frontiers Media SA, 2024年03月27日
  研究論文（学術雑誌）, In East Antarctica, warm ocean water travels toward the Totten Ice Shelf. This water melts and thins the ice shelf, and speeds up the rate at which ice moves into the sea, leading to sea-level rise. Scientists often get on board ships called icebreakers to study the ice and water in these regions. However, sea ice and icebergs are major obstacles to navigation and scientific operations. For example, American, Australian, and Japanese icebreakers tried but could only observe a small area where sea ice was more broken up. So, we used a helicopter to measure the ocean during one of our research expeditions. Helicopters can travel faster than icebreakers. They can fly over sea ice and icebergs, and trained workers can drop sensors into small gaps in the ice. In 6 days, we observed ocean temperatures at 67 sites, covering a large area that could not be studied before. We identified wide pathways of warm water flowing toward the Totten Ice Shelf.
• Radiolarian assemblages related to the ocean–ice interaction around the East Antarctic coast
  Mutsumi Iizuka; Takuya Itaki; Osamu Seki; Ryosuke Makabe; Motoha Ojima; Shigeru Aoki
  Journal of Micropalaeontology, 43, 1, 37, 53, Copernicus GmbH, 2024年01月24日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）, Abstract. The Southern Ocean plays a central role in Earth's climate, ecology, and biogeochemical cycles. Therefore, understanding long-term changes in Southern Ocean water masses in the geologic past is essential for assessing the role of the Southern Ocean in the climate system. Radiolarian fossils are a useful tool to reconstruct the water masses of the Southern Ocean. However, the radiolarian assemblages in the high latitudes of the Southern Ocean (south of the polar front (PF)) are still poorly understood. In this paper, we report the radiolarian assemblages in surface marine sediment and plankton tow samples collected from the high latitudes south of the PF. In the surface sediments, four factors (named F1–F4) of the radiolarian assemblages were identified using Q-mode factor analysis, which are related to different water masses and hydrological conditions. F1 is related to the surface waters south of the southern boundary (SB) of the Antarctic Circumpolar Current (ACC), which are cooled by melting sea ice and ice sheets. F2 is associated with water masses north of the SB. A comparison with the vertical distribution of the radiolarian assemblages in plankton tow samples indicates that characteristic species are associated with the Circumpolar Deep Water (CDW) and surface waters north of the SB. F3 is associated with modified Circumpolar Deep Water (mCDW). The radiolarian assemblage of F4 does not seem specifically related to any of the water mass here analyzed. However, the species in this assemblage are typically dwells within ice shelf and/or sea ice edge environments. Radiolarian assemblages here identified and associated with water masses, and ice edge environments are useful to reconstruct the environment south of the PF in the geologic past.
• Observing Antarctic Bottom Water in the Southern Ocean
  Alessandro Silvano; Sarah Purkey; Arnold L. Gordon; Pasquale Castagno; Andrew L. Stewart; Stephen R. Rintoul; Annie Foppert; Kathryn L. Gunn; Laura Herraiz-Borreguero; Shigeru Aoki; Yoshihiro Nakayama; Alberto C. Naveira Garabato; Carl Spingys; Camille Hayatte Akhoudas; Jean-Baptiste Sallée; Casimir de Lavergne; E. Povl Abrahamsen; Andrew J. S. Meijers; Michael P. Meredith; Shenjie Zhou; Takeshi Tamura; Kaihe Yamazaki; Kay I. Ohshima; Pierpaolo Falco; Giorgio Budillon; Tore Hattermann; Markus A. Janout; Pedro Llanillo; Melissa M. Bowen; Elin Darelius; Svein Østerhus; Keith W. Nicholls; Craig Stevens; Denise Fernandez; Laura Cimoli; Stanley S. Jacobs; Adele K. Morrison; Andrew McC. Hogg; F. Alexander Haumann; Ali Mashayek; Zhaomin Wang; Rodrigo Kerr; Guy D. Williams; Won Sang Lee
  Frontiers in Marine Science, 10, Frontiers Media SA, 2023年12月08日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）, Dense, cold waters formed on Antarctic continental shelves descend along the Antarctic continental margin, where they mix with other Southern Ocean waters to form Antarctic Bottom Water (AABW). AABW then spreads into the deepest parts of all major ocean basins, isolating heat and carbon from the atmosphere for centuries. Despite AABW’s key role in regulating Earth’s climate on long time scales and in recording Southern Ocean conditions, AABW remains poorly observed. This lack of observational data is mostly due to two factors. First, AABW originates on the Antarctic continental shelf and slope where in situ measurements are limited and ocean observations by satellites are hampered by persistent sea ice cover and long periods of darkness in winter. Second, north of the Antarctic continental slope, AABW is found below approximately 2 km depth, where in situ observations are also scarce and satellites cannot provide direct measurements. Here, we review progress made during the past decades in observing AABW. We describe 1) long-term monitoring obtained by moorings, by ship-based surveys, and beneath ice shelves through bore holes; 2) the recent development of autonomous observing tools in coastal Antarctic and deep ocean systems; and 3) alternative approaches including data assimilation models and satellite-derived proxies. The variety of approaches is beginning to transform our understanding of AABW, including its formation processes, temporal variability, and contribution to the lower limb of the global ocean meridional overturning circulation. In particular, these observations highlight the key role played by winds, sea ice, and the Antarctic Ice Sheet in AABW-related processes. We conclude by discussing future avenues for observing and understanding AABW, impressing the need for a sustained and coordinated observing system.
• Distribution of stable oxygen isotope in seawater and implication on freshwater cycle off the coast from Wilkes to George V Land, East Antarctica
  Shigeru Aoki; Kaihe Yamazaki; Daisuke Hirano; Daiki Nomura; Hiroto Murase
  Progress in Oceanography, 217, 103101, 103101, Elsevier BV, 2023年09月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Modeling seasonal-to-decadal ocean-cryosphere interactions along the Sabrina Coast, East Antarctica
  Kazuya Kusahara; Daisuke Hirano; Masakazu Fujii; Alexander Fraser; Takeshi Tamura; Kohei Mizobata; Guy Williams; Shigeru Aoki
  Copernicus GmbH, 2023年08月21日, ［査読有り］
  Abstract. The Totten Ice Shelf (TIS) and Moscow University Ice Shelf (MUIS), along the Sabrina Coast of Wilkes Land, are the floating seaward terminuses of the second-largest freshwater reservoir in the East Antarctic Ice Sheet. Being a marine ice sheet, it is vulnerable to the surrounding ocean conditions. Recent comprehensive oceanographic observations, including bathymetric measurements off the Sabrina Coast, have shed light on the widespread intrusion of warm modified Circumpolar Deep Water (mCDW) onto the continental shelf and the intense ice-ocean interaction beneath the TIS. However, the spatiotemporal coverage of the observation is very limited. Here, we use an ocean–sea ice–ice shelf model with updated bathymetry to better understand the regional ocean circulations and ocean-cryosphere interactions. The model successfully captured the widespread intrusions of mCDW, local sea-ice production and the ocean heat and volume transports into the TIS cavity, facilitating an examination of the overturning ocean circulation within the cavities and the resultant ice-shelf basal melting. We found notable differences in the temporal variability of ice-shelf basal melting across the two adjacent ice shelves of the TIS and the western part of the MUIS. Ocean heat transport by mCDW controls the low-frequency interannual-to-decadal variability in ice-ocean interactions, but the sea-ice production in the Dalton Polynya strongly modifies the signals, explaining the regional difference between the two ice shelves. The formation of a summertime eastward-flowing undercurrent beneath the westward-flowing Antarctic Slope Current is found to play an important role in the seasonal delivery of ocean heat to the continental shelf.
• Biogeochemical characteristics of brash sea ice and icebergs during summer and autumn in the Indian sector of the Southern Ocean
  Daiki Nomura; Reishi Sahashi; Keigo D. Takahashi; Ryosuke Makabe; Masato Ito; Manami Tozawa; Pat Wongpan; Ryo Matsuda; Masayoshi Sano; Michiyo Yamamoto-Kawai; Natsumi Nojiro; Aiko Tachibana; Norio Kurosawa; Masato Moteki; Takeshi Tamura; Shigeru Aoki; Hiroto Murase
  Progress in Oceanography, 214, 103023, 103023, Elsevier BV, 2023年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Diffusion of Circumpolar Deep Water towards Antarctica
  Kaihe Yamazaki; Shigeru Aoki; Kohei Mizobata
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 2023年02月06日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• The biogeochemistry of zinc and cadmium in the Amundsen Sea, coastal Antarctica
  Hung-An Tian; Mathijs van Manen; Flora Wille; Jinyoung Jung; SangHoon Lee; Tae-Wan Kim; Shigeru Aoki; Charlotte Eich; Corina P.D. Brussaard; Gert-Jan Reichart; Tim M. Conway; Rob Middag
  Marine Chemistry, 249, 104223, 104223, Elsevier BV, 2023年02月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• On-Shelf Circulation of Warm Water Toward the Totten Ice Shelf, East Antarctica
  Hirano, D; T. Tamura; K. Kusahara; M. Fujii; K. Yamazaki; Y. Nakayama; K. Ono; T. Itaki; Y. Aoyama; D. Simizu; K. Mizobata; K. I. Ohshima; Y. Nogi; S. R. Rintoul; E. Wijk; J. S. Greenbaum; D. D. Blankenship; K. Saito; S. Aoki
  Nature Communications, 14, 4995, Springer Science and Business Media LLC, 2023年, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  The Totten Glacier in East Antarctica, with an ice volume equivalent to >3.5 m of global sea-level rise, is grounded below sea level and, therefore, vulnerable to ocean forcing. Here, we use bathymetric and oceanographic observations from previously unsampled parts of the Totten continental shelf to reveal on-shelf warm water pathways defined by deep topographic features. Access of warm water to the Totten Ice Shelf (TIS) cavity is facilitated by a deep shelf break, a broad and deep depression on the shelf, a cyclonic circulation that carries warm water to the inner shelf, and deep troughs that provide direct access to the TIS cavity. The temperature of the warmest water reaching the TIS cavity varies by ~0.8 °C on an interannual timescale. Numerical simulations constrained by the updated bathymetry demonstrate that the deep troughs play a critical role in regulating ocean heat transport to the TIS cavity and the subsequent basal melt of the ice shelf.
• The role of the Dotson Ice Shelf and Circumpolar Deep Water as driver and source of dissolved and particulate iron and manganese in the Amundsen Sea polynya, Southern Ocean
  Mathijs van Manen; Shigeru Aoki; Corina P.D. Brussaard; Tim M. Conway; Charlotte Eich; Loes J.A. Gerringa; Jinyoung Jung; Tae-Wan Kim; SangHoon Lee; Youngju Lee; Gert-Jan Reichart; Hung-An Tian; Flora Wille; Rob Middag
  Marine Chemistry, 246, 104161, 104161, Elsevier BV, 2022年10月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Impacts of basal melting of the Totten Ice Shelf and biological productivity on marine biogeochemical components in Sabrina Coast, East Antarctica
  Tetsuya P. Tamura; Daiki Nomura; Daisuke Hirano; Takeshi Tamura; Masaaki Kiuchi; Gen Hashida; Ryosuke Makabe; Kazuya Ono; Shuki Ushio; Kaihe Yamazaki; Yoshihiro Nakayama; Keigo D. Takahashi; Hiroko Sasaki; Hiroto Murase; Shigeru Aoki
  Global Biogeochemical Cycles, American Geophysical Union (AGU), 2022年09月13日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  To clarify the impacts of basal melting of the Antarctic ice sheet and biological productivity on biogeochemical processes in Antarctic coastal waters, concentrations of dissolved inorganic carbon (DIC), total alkalinity (TA), inorganic nutrients, chlorophyll a, and stable oxygen isotopic ratios (δ¹⁸O) were measured from the offshore slope to the ice front of the Totten Ice Shelf (TIS) during the spring/summer of 2018, 2019, and 2020. Modified Circumpolar Deep Water (mCDW) intruded onto the continental shelf off the TIS and flowed along bathymetric troughs into the TIS cavity, where it formed a buoyant mixture with glacial meltwater from the ice shelf base. Physical oceanographic processes mostly determined the distributions of DIC, TA, and nutrient concentrations. However, photosynthesis and dilution by meltwater from sea ice and the ice shelf base decreased DIC, TA, and nutrient concentrations in surface water near the ice front. These causes also reduced the CO₂ partial pressure in surface water by more than 100 μatm with respect to mCDW in austral summer of 2018 and 2020, and the surface water became a strong CO₂ sink for the atmosphere. Phytoplankton photosynthesis changed DIC and TA in a molar ratio of 106:16. Thus, CO₂ partial pressure decreased mostly as a result of photosynthesis while dilution by glacial and sea ice meltwater had a small effect. The nutrient consumption ratio suggested that photosynthesis was stimulated by iron in the water column, supplied to the surface layer via buoyancy‐driven upwelling and basal ice shelf meltwater in addition to sea ice meltwater.
• Interactive movements of outlet glacier tongue and landfast sea ice in Lützow-Holm Bay, East Antarctica, detected by ALOS-2/PALSAR-2 imagery
  Kazuki Nakamura; Shigeru Aoki; Tsutomu Yamanokuchi; Takeshi Tamura
  Science of Remote Sensing, 100064, 100064, Elsevier BV, 2022年08月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Effects of Snow and Remineralization Processes on Nutrient Distributions in Multi‐Year Antarctic Landfast Sea Ice
  Reishi Sahashi; Daiki Nomura; Takenobu Toyota; Manami Tozawa; Masato Ito; Pat Wongpan; Kazuya Ono; Daisuke Simizu; Kazuhiro Naoki; Yuichi Nosaka; Takeshi Tamura; Shigeru Aoki; Shuki Ushio
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, 7, American Geophysical Union (AGU), 2022年07月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Warm surface waters increase Antarctic ice shelf melt and delay dense water formation
  Shigeru Aoki; Tomoki Takahashi; Kaihe Yamazaki; Daisuke Hirano; Kazuya Ono; Kazuya Kusahara; Takeshi Tamura; Guy D. Williams
  Communications Earth & Environment, 3, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2022年06月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Melting ice shelves around Antarctica control the massive input of freshwater into the ocean and play an intricate role in global heat redistribution. The Amery Ice Shelf regulates wintertime sea-ice growth and dense shelf water formation. We investigated the role of warm Antarctic Surface Water in ice shelf melting and its impact on dense shelf water. Here we show that the coastal ocean in summer 2016/17 was almost sea-ice free, leading to higher surface water temperatures. The glacial meltwater fraction in surface water was the highest on record, hypothesised to be attributable to anomalous ice shelf melting. The excess heat and freshwater in early 2017 delayed the seasonal evolution of dense shelf water. Focused on ice shelf melting at depth, the importance and impacts of warming surface waters has been overlooked. In a warming climate, increased surface water heating will reduce coastal sea-ice production and potentially Antarctic Bottom Water formation.
• Shoaling of abyssal ventilation in the Eastern Indian Sector of the Southern Ocean
  Keishi Shimada; Yujiro Kitade; Shigeru Aoki; Kohei Mizobata; Lingqiao Cheng; Kunio T. Takahashi; Ryosuke Makabe; Jota Kanda; Tsuneo Odate
  Communications Earth & Environment, 3, 120, 2022年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Seasonal Variation and Governing Dynamics of the Mixed Layer in the Indian Sector of the Southern Ocean
  Matheus Ferreira Azevedo; Shigeru Aoki; Yujiro Kitade
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, 4, American Geophysical Union (AGU), 2022年04月04日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Validation for Ice Flow Velocity Variations of Shirase Glacier Derived From PALSAR-2 Offset Tracking
  Kazuki Nakamura; Shigeru Aoki; Tsutomu Yamanokuchi; Takeshi Tamura; Koichiro Doi
  IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 15, 3269, 3281, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2022年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Helicopter-based ocean observations capture broad ocean heat intrusions towards the Totten Ice Shelf
  Nakayama, Y; J. S. Greenbaum; P. Wongpan; K. Yamazaki; T. Noguchi; D. Simizu; H. Kashiwase; D. D. Blankenship; T. Tamura; S. Aoki
  Geophysical Research Letters, 50, 17, in press, American Geophysical Union (AGU), 2022年, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  The recent discovery of warm ocean water near the Totten Ice Shelf (TIS) has increased attention to the Sabrina Coast in East Antarctica. We report the result of 6‐day helicopter‐based observations conducted during the 61st Japanese Antarctic Research Expedition (JARE61), revealing warm ocean water (0.5–1°C) occupying a large previously unsampled area of the Sabrina Coast (116.5°E−120°E) below 550–600 m. Along the TIS front, we observe modified Circumpolar Deep Water (mCDW) well above freezing (∼−0.7°C), consistent with previous work. We identify glacial meltwater outflow from the TIS cavity west of 116°E. No signs of mCDW intrusions toward the Moscow University Ice Shelf cavity are observed; however, those observations were limited to only two shallow (∼330 m) profiles. We also highlight the advantages of helicopter‐based observations for accessibility, speed, maneuverability, and cost‐efficiency. The combination of ship‐ and helicopter‐based observations using the JARE61 approach will increase the potential of future polar oceanographic observations.
• Seasonal Variations and Drivers of Surface Ocean pCO2 in the Seasonal Ice Zone of the Eastern Indian Sector, Southern Ocean
  Manami Tozawa; Daiki Nomura; Shin ichiro Nakaoka; Masaaki Kiuchi; Kaihe Yamazaki; Daisuke Hirano; Shigeru Aoki; Hiroko Sasaki; Hiroto Murase
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, 1, 2022年01月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Thermohaline structure and circulation beneath the Langhovde Glacier ice shelf in East Antarctica
  Masahiro Minowa; Shin Sugiyama; Masato Ito; Shiori Yamane; Shigeru Aoki
  Nature Communications, 12, 1, 2021年12月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Shoreward intrusion of oceanic surface waters alters physical and biological ocean structures on the Antarctic continental shelf during winter: Observations from instrumented seals
  Nobuo Kokubun; Yukiko Tanabe; Daisuke Hirano; Vigan Mensah; Takeshi Tamura; Shigeru Aoki; Akinori Takahashi
  Limnology and Oceanography, 66, 10, 3740, 3753, 2021年10月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Tracing Circumpolar Deep Water and glacial meltwater using humic-like fluorescent dissolved organic matter in the Amundsen Sea, Antarctica
  Mi Hae Jeon; Jinyoung Jung; Mi Ok Park; Shigeru Aoki; Tae Wan Kim; Seung Kyu Kim
  Marine Chemistry, 235, 2021年09月20日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Antarctic Slope Current Modulates Ocean Heat Intrusions Towards Totten Glacier
  Yoshihiro Nakayama; Chad A. Greene; Fernando S. Paolo; Vigan Mensah; Hong Zhang; Haruhiko Kashiwase; Daisuke Simizu; Jamin S. Greenbaum; Donald D. Blankenship; Ayako Abe-Ouchi; Shigeru Aoki
  Geophysical Research Letters, 48, 17, 2021年09月16日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Poleward eddy-induced warm water transport across a shelf break off Totten Ice Shelf, East Antarctica
  Daisuke Hirano; Kohei Mizobata; Hiroko Sasaki; Hiroto Murase; Takeshi Tamura; Shigeru Aoki
  Communications Earth & Environment, 2, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2021年08月06日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Ice mass loss in the Wilkes Land sector of East Antarctica and the Amundsen and Bellingshausen Sea sectors of West Antarctica has contributed to a rise in sea levels over several decades. The massive continental ice behind the Totten Ice Shelf, equivalent to a few meters of sea-level rise, is grounded well below sea level and therefore, potentially vulnerable to oceanic heat. Here, we present analyses of comprehensive hydrographic observations at the continental slope and shelf break regions off Totten Ice Shelf. We provide robust evidence that the relatively warm Circumpolar Deep Water that originates at intermediate depths in the Antarctic Circumpolar Current is transported efficiently towards the shelf break by multiple cyclonic eddies. We propose that these semi-permanent cyclonic circulations play a critical role in transporting the available ocean heat towards Totten Ice Shelf, and melting it from underneath, thus eventually influencing the global climate.
• Multidecadal poleward shift of the southern boundary of the Antarctic Circumpolar Current off East Antarctica
  Kaihe Yamazaki; Shigeru Aoki; Katsuro Katsumata; Daisuke Hirano; Yoshihiro Nakayama
  SCIENCE ADVANCES, 7, 24, 2021年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• The Effect of Basal Melting of the Shirase Glacier Tongue on the CO2 System in Lützow-Holm Bay, East Antarctica
  Masaaki Kiuchi; Daiki Nomura; Daisuke Hirano; Takeshi Tamura; Gen Hashida; Shuki Ushio; Daisuke Simizu; Kazuya Ono; Shigeru Aoki
  Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 126, 5, 2021年05月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Reversal of freshening trend of Antarctic Bottom Water in the Australian-Antarctic Basin during 2010s
  S. Aoki; K. Yamazaki; D. Hirano; K. Katsumata; K. Shimada; Y. Kitade; H. Sasaki; H. Murase
  Scientific Reports, 10, 1, 2020年12月01日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Using under-ice hyperspectral transmittance to determine land-fast sea-ice algal biomass in Saroma-ko Lagoon, Hokkaido, Japan
  Pat Wongpan; Daiki Nomura; Takenobu Toyota; Tomonori Tanikawa; Klaus M. Meiners; Tomomi Ishino; Tetsuya P. Tamura; Manami Tozawa; Yuichi Nosaka; Toru Hirawake; Atsushi Ooki; Shigeru Aoki
  Annals of Glaciology, 61, 83, 454, 463, 2020年09月24日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Strong ice-ocean interaction beneath Shirase Glacier Tongue in East Antarctica
  Daisuke Hirano; Takeshi Tamura; Kazuya Kusahara; Kay I. Ohshima; Keith W. Nicholls; Shuki Ushio; Daisuke Simizu; Kazuya Ono; Masakazu Fujii; Yoshifumi Nogi; Shigeru Aoki
  Nature Communications, 11, 1, 2020年08月24日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Freshening of Antarctic Bottom Water Off Cape Darnley, East Antarctica
  S. Aoki; K. Katsumata; M. Hamaguchi; A. Noda; Y. Kitade; K. Shimada; D. Hirano; D. Simizu; Y. Aoyama; K. Doi; Y. Nogi
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, 8, 2020年08月01日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Structure of the Subpolar Gyre in the Australian-Antarctic Basin Derived From Argo Floats
  Kaihe Yamazaki; Shigeru Aoki; Keishi Shimada; Taiyo Kobayashi; Yujiro Kitade
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, 8, 2020年08月01日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• The Cyclonic Eddy Train in the Indian Ocean Sector of the Southern Ocean as Revealed by Satellite Radar Altimeters and In Situ Measurements
  K. Mizobata; K. Shimada; S. Aoki; Y. Kitade
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, 6, 2020年06月01日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Continuous winter oceanic profiling in the Cape Darnley Polynya, East Antarctica
  Shigeru Aoki; Kazuya Ono; Daisuke Hirano; Takeshi Tamura
  Journal of Oceanography, 76, 5, 365, 372, 2020年05月25日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Vertical distribution of water mass properties under the influence of subglacial discharge in Bowdoin Fjord, northwestern Greenland
  Yoshihiko Ohashi; Shigeru Aoki; Yoshimasa Matsumura; Shin Sugiyama; Naoya Kanna; Daiki Sakakibara
  Ocean Science, 16, 3, 545, 564, 2020年05月04日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Saroma-ko Lagoon observations for sea ice physico-chemistry and ecosystems 2019 (SLOPE2019)
  Daiki Nomura; Pat Wongpan; Takenobu Toyota; Tomonori Tanikawa; Yusuke Kawaguchi; Takashi Ono; Tomomi Ishino; Manami Tozawa; Tetsuya P. Tamura; Itsuka S. Yabe; Eun Yae Son; Frederic Vivier; Antonio Lourenco; Marion Lebrun; Yuichi Nosaka; Toru Hirawake; Atsushi Ooki; Shigeru Aoki; Brent Else; Francois Fripiat; Jun Inoue; Martin Vancoppenolle
  Bulletin of Glaciological Research, 38, 1, 12, 2020年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Fluctuations of the Ice Flow Velocity of Shirase Glacier and its Surrounding Landfast Ice Displacement in East Antarctica Derived from alos-2/Palsar-2 Image Correlation
  Kazuki Nakamura; Shigeru Aoki; Tsutomu Yamanokuchi; Takeshi Tamura; Shuki Ushio; Koichiro Doi
  International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 4172, 4174, 2019年07月, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Recent research results and future project in the Antarctic Ocean by Umitaka-Maru research group for physical oceanography
  Yujiro Kitade; Keishi Shimada; Shigeru Aoki; Kay I. Ohshima
  Oceanography Challenges to Future Earth: Human and Natural Impacts on our Seas, 123, 135, 2019年02月15日, ［査読有り］
  論文集(書籍)内論文
• Freshening by glacial meltwater enhances melting of ice shelves and reduces formation of Antarctic Bottom Water
  Alessandro Silvano; Stephen Rich Rintoul; Beatriz Peña-Molino; William Richard Hobbs; Esmee Van Wijk; Shigeru Aoki; Takeshi Tamura; Guy Darvall Williams
  Science Advances, 4, 4, 2018年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Influence of Sea Ice Crack Formation on the Spatial Distribution of Nutrients and Microalgae in Flooded Antarctic Multiyear Ice
  Daiki Nomura; Shigeru Aoki; Daisuke Simizu; Takahiro Iida
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 123, 2, 939, 951, 2018年02月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Changes in water properties and flow regime on the continental shelf off the Adélie/George V Land coast, East Antarctica, after glacier tongue calving
  S. Aoki; R. Kobayashi; S. R. Rintoul; T. Tamura; K. Kusahara
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 122, 8, 6277, 6294, 2017年08月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Breakup of land-fast sea ice in Lützow-Holm Bay, East Antarctica, and its teleconnection to tropical Pacific sea surface temperatures
  S. Aoki
  Geophysical Research Letters, 44, 7, 3219, 3227, 2017年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Modeling ocean-cryosphere interactions off adélie and George V Land, East Antarctica
  Kazuya Kusahara; Hiroyasu Hasumi; Alexander D. Fraser; Shigeru Aoki; Keishi Shimada; Guy D. Williams; Robert Massom; Takeshi Tamura
  Journal of Climate, 30, 1, 163, 188, 2017年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Creation of a gridded dataset for the southern ocean with a topographic constraint scheme
  Keishi Shimada; Shigeru Aoki; Kay I. Ohshima
  Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 34, 3, 511, 532, 2017年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Oceanic fronts and jets around Japan: A review
  Shinichiro Kida; Humio Mitsudera; Shigeru Aoki; Xinyu Guo; Shin Ichi Ito; Fumiaki Kobashi; Nobumasa Komori; Atsushi Kubokawa; Toru Miyama; Ryosuke Morie; Hisashi Nakamura; Tomohiro Nakamura; Hideyuki Nakano; Hajime Nishigaki; Masami Nonaka; Hideharu Sasaki; Yoshi N. Sasaki; Toshio Suga; Shusaku Sugimoto; Bunmei Taguchi; Koutarou Takaya; Tomoki Tozuka; Hiroyuki Tsujino; Norihisa Usui
  Hot Spots in the Climate System: New Developments in the Extratropical Ocean-Atmosphere Interaction Research, 1, 30, 2016年01月01日, ［査読有り］
  論文集(書籍)内論文
• Atlantic-Pacific asymmetry of subsurface temperature change and frontal response of the antarctic circumpolar current for the recent three decades
  Shigeru Aoki; Genta Mizuta; Hideharu Sasaki; Yoshikazu Sasai; Stephen R. Rintoul; Nathaniel L. Bindoff
  Hot Spots in the Climate System: New Developments in the Extratropical Ocean-Atmosphere Interaction Research, 157, 170, 2016年01月01日, ［査読有り］
  論文集(書籍)内論文
• Spatial and temporal variations in high turbidity surface water off the Thule region, northwestern Greenland
  Yoshihiko Ohashi; Takahiro Iida; Shin Sugiyama; Shigeru Aoki
  Polar Science, 10, 3, 270, 277, 2016年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Atlantic–Pacific asymmetry of subsurface temperature change and frontal response of the Antarctic Circumpolar Current for the recent three decades
  Shigeru Aoki; Genta Mizuta; Hideharu Sasaki; Yoshikazu Sasai; Stephen R. Rintoul; Nathaniel L. Bindoff
  Journal of Oceanography, 71, 5, 623, 636, 2015年10月29日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Multidecadal warming of Antarctic waters
  Sunke Schmidtko; Karen J. Heywood; Andrew F. Thompson; Shigeru Aoki
  Science, 346, 6214, 1227, 1231, 2014年12月05日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Active water exchange and life near the grounding line of an Antarctic outlet glacier
  Shin Sugiyama; Takanobu Sawagaki; Takehiro Fukuda; Shigeru Aoki
  EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS, 399, 52, 60, 2014年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Antarctic bottom water production from the Vincennes Bay Polynya, East Antarctica
  Yujiro Kitade; Keishi Shimada; Takeshi Tamura; Guy D. Williams; Shigeru Aoki; Yasushi Fukamachi; Fabien Roquet; Mark Hindell; Shuki Ushio; Kay I. Ohshima
  Geophysical Research Letters, 41, 10, 3528, 3534, 2014年05月28日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Observations: Ocean
  Rhein, M; S.R. Rintoul; S. Aoki; E. Campos; D. Chambers; R. A. Feely; S. Gulev; G. C. Johnson; S. A. Josey; A. Kostianoy; C. Mauritzen; D. Roemmich; L. D. Talley; F. Wang
  Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 255, 316, Cambridge University Press, 2014年01月, ［査読有り］
  論文集(書籍)内論文
• Use of L-band SAR data for monitoring of ice sheet marginal zone on East Antarctica
  Tsutomu Yamanokuchi; Koichiro Doi; Kazuki Nakamura; Shigeru Aoki; Kazuo Shibuya
  Proceedings of the European Conference on Synthetic Aperture Radar, EUSAR, Proceedings of the European Conference on Synthetic Aperture Radar, EUSAR, 102, 105, 2014年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Distribution of oxygen isotope ratio of precipitation in the Atlantic-Indian sectors of the Southern Ocean
  Kayo Nakamura; Shigeru Aoki; Kei Yoshimura; Naoyuki Kurita
  Scientific Online Letters on the Atmosphere, 10, 1, 154, 157, 2014年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Widespread freshening in the Seasonal Ice Zone near 140°E off the Adélie Land Coast, Antarctica, from 1994 to 2012
  S. Aoki; Y. Kitade; K. Shimada; K. I. Ohshima; T. Tamura; C. C. Bajish; M. Moteki; S. R. Rintoul
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 118, 11, 6046, 6063, 2013年11月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Antarctic Bottom Water production by intense sea-ice formation in the Cape Darnley polynya
  Kay I. Ohshima; Yasushi Fukamachi; Guy D. Williams; Sohey Nihashi; Fabien Roquet; Yujiro Kitade; Takeshi Tamura; Daisuke Hirano; Laura Herraiz-Borreguero; Iain Field; Mark Hindell; Shigeru Aoki; Masaaki Wakatsuchi
  Nature Geoscience, 6, 3, 235, 240, 2013年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Quasi-decadal circumpolar variability of antarctic sea ice
  C. C. Bajish; S. Aoki; B. Taguchi; N. Komori; S. J. Kim
  Scientific Online Letters on the Atmosphere, 9, 1, 32, 35, 2013年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Monitoring of the changes of glacier and ice sheet on polar region by L-band SAR data
  Tsutomu Yamanokuchi; Koichiro Doi; Kazuki Nakamura; Shigeru Aoki; Kazuo Shibuya
  Conference Proceedings of 2013 Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar, APSAR 2013, 198, 201, 2013年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Influence of Ross Sea Bottom Water changes on the warming and freshening of the Antarctic Bottom Water in the Australian-Antarctic Basin
  K. Shimada; S. Aoki; K. I. Ohshima; S. R. Rintoul
  Ocean Science, 8, 4, 419, 432, 2012年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Incorporation of nitrogen compounds into sea ice from atmospheric deposition
  Daiki Nomura; Andrew McMinn; Hiroshi Hattori; Shigeru Aoki; Mitsuo Fukuchi
  Marine Chemistry, 127, 1-4, 90, 99, 2011年12月20日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Monitoring of east Antarctic marginal zone using ALOS/PALSAR data
  Tsutomu Yamanokuchi; Kazuo Shibuya; Koichiro Doi; Shigeru Aoki
  2011 3rd International Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar, APSAR 2011, 554, 557, 2011年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• The cyclonic circulation in the Australian-Antarctic basin simulated by an eddy-resolving general circulation model
  Shigeru Aoki; Yoshikazu Sasai; Hideharu Sasaki; Humio Mitsudera; Guy D. Williams
  Ocean Dynamics, 60, 3, 743, 757, 2010年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Surface oceanography of BROKE-West, along the Antarctic margin of the south-west Indian Ocean (30 - 80^{{ring operator}} E)
  G. D. Williams; S. Nicol; S. Aoki; A. J.S. Meijers; N. L. Bindoff; Y. Iijima; S. J. Marsland; A. Klocker
  Deep-Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 57, 9-10, 738, 757, 2010年05月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Strong export of Antarctic Bottom Water east of the Kerguelen plateau
  Y. Fukamachi; S. R. Rintoul; J. A. Church; S. Aoki; S. Sokolov; M. A. Rosenberg; M. Wakatsuchi
  Nature Geoscience, 3, 5, 327, 331, 2010年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Antarctic bottom water from the adélie and George v Land Coast, East Antarctica (140-149°E)
  G. D. Williams; S. Aoki; S. S. Jacobs; S. R. Rintoul; T. Tamura; N. L. Bindoff
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 115, 4, 2010年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• State of the antarctic and southern ocean climate system
  P. A. Mayewski; M. P. Meredith; C. P. Summerhayes; J. Turner; A. Worby; P. J. Barrett; G. Casassa; N. A.N. Bertler; T. Bracegirdle; A. C. Naveira Garabato; D. Bromwich; H. Campbell; G. S. Hamilton; W. B. Lyons; K. A. Maasch; S. Aoki; C. Xiao; Tas Van Ommen
  Reviews of Geophysics, 47, 1, 2009年03月
• The Southern Annular Mode and opposite-phased Basin Mode of the Southern Ocean circulation
  Yuji Iijima; Shigeru Aoki; Kunio Kutsuwada
  Journal of Oceanography, 65, 1, 53, 60, 2009年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Deep western boundary current and southern frontal systems of the Antarctic Circumpolar Current southeast of the Kerguelen Plateau
  Shigeru Aoki; Nobuhiro Fujii; Shuki Ushio; Yasushi Yoshikawa; Shuichi Watanabe; Genta Mizuta; Yasushi Fukamachi; Masaaki Wakatsuchi
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 113, 8, 2008年08月08日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Development of grounding line database using ers-1/2 data by insar technique
  Tsutomu Yamanokuchi; Koichiro Doi; Kazuo Shibuya; Shigeru Aoki
  International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 4, 1, 2008年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Formation regions of Subantarctic Mode Water detected by OFES and Argo profiling floats
  Shigeru Aoki; Mieko Hariyama; Humio Mitsudera; Hideharu Sasaki; Yoshikazu Sasai
  Geophysical Research Letters, 34, 10, 2007年05月28日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A series of cyclonic eddies in the Antarctic Divergence off Adélie Coast
  Shigeru Aoki; Daisuke Fukai; Toru Hirawake; Shuki Ushio; Stephen R. Rintoul; Hiroshi Hasumoto; Takashi Ishimaru; Hideharu Sasaki; Takashi Kagimoto; Yoshikazu Sasai; Humio Mitsudera
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 112, 5, 2007年05月08日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Observations of small-scale disturbances of the Subantarctic Front south of Australia
  Shigeru Aoki; Kazunori Akitomo
  Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 54, 3, 320, 339, 2007年03月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Frontal positions and mixed layer evolution in the seasonal ice zone along 140°E in 2001/02
  Shigeru Aoki; Stephen R. Rintoul; Hiroshi Hasumoto; Hideki Kinoshita
  Polar Bioscience, 20, 1, 20, 2006年12月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Freshening of the Adélie land bottom water near 140 °E
  Shigeru Aoki; Stephen R. Rintoul; Shuki Ushio; Shuichi Watanabe; Nathaniel L. Bindoff
  Geophysical Research Letters, 32, 23, 1, 4, 2005年12月16日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Inter-annual variability of chlorophyll and sea-ice in the Antarctic Divergence region: an attempt to derive their quantitative relationship
  T Hirawake; S Kudoh; S Aoki; T Odate; M Fukuchi
  INTERNATIONAL JOURNAL OF REMOTE SENSING, 26, 10, 2035, 2044, 2005年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Interdecadal water mass changes in the Southern Ocean between 30°E and 160°E
  Shigeru Aoki; Nathaniel L. Bindoff; John A. Church
  Geophysical Research Letters, 32, 7, 1, 5, 2005年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Characteristics of sea ice thickness and snow depth distributions of the land-fast ice during summer in Lützow-Holmbukta, Antarctica, revealed from ship-based observations
  Shotaro Uto; Haruhito Shimoda; Koh Izumiyama; Shuki Ushio; Shigeru Aoki; Gen Hashida; Hiroyuki Wakabayashi; Fumihiko Nishio
  Antarctic Record, 48, 3, 165, 179, 2004年11月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Combined utilization of GPS and bottom pressure gauge in landfast ice region around Antarctica
  S. Aoki; K. Shibuya; K. Doi
  Ocean '04 - MTS/IEEE Techno-Ocean '04: Bridges across the Oceans - Conference Proceedings, 3, 1644, 1648, 2004年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Seasonal and spatial variations of iceberg drift off Dronning Maud Land, Antartica, detected by satellite scatterometers
  Shigeru Aoki
  Journal of Oceanography, 59, 5, 629, 635, 2003年10月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Eddies revealed by SeaWiFS ocean color images in the Antarctic Divergence zone near 140°E
  Toru Hirawake; Sakae Kudoh; Shigeru Aoki; Stephen R. Rintoul
  Geophysical Research Letters, 30, 9, 2003年05月01日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Sea level variation in seismic normal mode band observed with on-ice GPS and on-hand SG at Syowa Station, Antarctica
  Kazunari Nawa; Naoki Suda; Shigeru Aoki; Kazuo Shibuya; Tadahiro Sato; Yoshio Fukao
  Geophysical Research Letters, 30, 7, 55, 1, 2003年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Multidecadal warming of subsurface temperature in the Indian sector of the Southern Ocean
  Shigeru Aoki; Miwako Yoritaka; Akihiro Masuyama
  Journal of Geophysical Research: Oceans, 108, 4, 2003年04月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Tidal observations on floating ice using a single GPS receiver
  Matt King; Shigeru Aoki
  Geophysical Research Letters, 30, 3, 2003年02月01日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Coherent sea level response to the Antarctic Oscillation
  Shigeru Aoki
  Geophysical Research Letters, 29, 20, 11, 1, 2002年10月15日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Sea surface height determination by GPS in sea ice region of Lutzow-Holm Bay, Antarctica
  Doi Koichiro; Seo Noritsune; Aoki Shigeru; Shibuya Kazuo
  Polar geoscience, 15, 104, 111, 国立極地研究所, 2002年10月
  英語, Global Positioning System (GPS) measurements were conducted at five sites on sea ice in Liitzow-Holm Bay, Antarctica We deteimined sea surface height (SSH) at each point aftei correcting for ocean tides, atmospheric pressuie and vertical distance from sea surface to ice suiface The overall erroi of the obtained SSH is estimated as smaller than 10cm We also obtained sea surface dynamic height (SSDT) by subtiacting synthetic geoidal height from the observed SSH The obtained SSDT values show good agreement with those calculated from the fine resolution Antaictic model (FRAM) After taking tempoial variations ot SSH into consideration the values took higher values at the southern end of the bay than at the northern end of the bay This spatial feature corresponds to the southward increase of SSDT across the continental slope
• Evaluation of seasonal sea level variation at Syowa Station, Antarctica, using GPS observations
  Shigeru Aoki; Kazuo Shibuya; Akihiro Masuyama; Taku Ozawa; Koichiro Doi
  Journal of Oceanography, 58, 3, 519, 523, 2002年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Ocean Tide Observed with Differential GPS Technique in Lützow-Holm Bay, Antarctica
  Shigeru Aoki; Taku Ozawa; Kazuo Shibuya; Akihiro Masuyama
  Journal of the Geodetic Society of Japan, 47, 1, 181, 186, 2001年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Observations of water temperature and salinity in Ongul Strait, Antarctica, in 1998 and investigations of their intraseasonal, seasonal, and interannual variations
  Aoki Shigeru; Hashida Gen
  Polar meteorology and glaciology, 14, 68, 77, 国立極地研究所, 2000年11月
  英語, Water temperature and salinity variations were observed below fast ice in Ongul Strait, Antarctica, in 1998. Vertical profiles of temperature and salinity were obtained with a conductivity-temperature-depth profiler, and temperature and salinity were continuously observed with moored sensors. Intraseasonal variations were observed in both fields. Especially, temperature variation of about 0.05℃ was apparent on the time scale of about one month near the thermocline depth. Seasonal variations of temperature and salinity were similar to those observed in 1982-1983 and 1990-1991. However, the temporally averaged temperature and salinity for 1998 showed differences from those for previous years; temperature was higher in 1998 than in 1982-1983 and 1990-1991 at middle to deep layers, and salinity was intermediate between 1982 (more saline) and 1990-1991 (fresher) throughout the water column.
• GPS observation of the sea level variation in Lutzow-Holm Bay, Antarctica
  Shigeru Aoki; Taku Ozawa; Koichiro Doi; Kazuo Shibuya
  Geophysical Research Letters, 27, 15, 2285, 2288, 2000年08月01日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Installation and operation of PRARE tracking antenna at Syowa Station, Antarctica
  Kazuo Shibuya; Masaki Kanao; Toshihiro Higashi; Shigeru Aoki
  Antarctic Record, 44, 1, 14, 24, 2000年03月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Precise determination of geoid height and free-air gravity anomaly at Syowa Station, Antarctica
  Kazuo Shibuya; Koichiro Doi; Shigeru Aoki
  Earth, Planets and Space, 51, 3, 159, 168, 1999年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Trends and interannual variability of surface layer temperature in the Indian sector of the Southern Ocean observed by Japanese Antarctic Research Expeditions
  Shigeru Aoki
  Journal of Oceanography, 53, 6, 623, 631, 1997年12月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• SAR data processing for interferometry using a personal computer
  Makoto Omura; Katsuaki Koike; Koichiro Doi; Shigeru Aoki
  International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 4, 1582, 1584, 1997年, ［査読有り］
  研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Eddy activities of the surface layer in the western North Pacific detected by satellite altimeter and radiometer
  Shigeru Aoki; Shiro Imawaki
  Journal of Oceanography, 52, 4, 457, 474, 1996年08月, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Baroclinic disturbances propagating westward in the Kuroshio extension region as seen by a satellite altimeter and radiometers
  S. Aoki; S. Imawaki; K. Ichikawa
  Journal of Geophysical Research, 100, C1, 839, 855, 1995年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）

• 南極海と地球の気候
  青木茂, 極地, 58, 1, 3, 6, 2022年03月
• 南大洋子午面循環における中規模渦による水平拡散
  北出裕二郎; 溝端浩平; 嶋田啓資; 青木茂; 内田裕, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2022, 2022年
• 大気海洋雪氷系における大洋・半球スケールの鉛直結合変動
  中村尚; 行本誠史; 小寺邦彦; 水田亮; 青木茂; 小川史明; 西井和晃; 宮坂貴文; 吉田聡; 宮本歩; 岡島悟; 田口文明; 野中正見; 升永竜介; 村崎万代, 気象研究ノート「気候系のHotspot：中緯度大気海洋相互作用研究の新展開」, 244, 244, 245, 277, 2021年10月
  日本気象学会, 日本語
• 南極の海に探る地球の未来
  青木茂, 東陽テクニカルマガジン, 30, 2, 5, 2020年09月
• 第61次南極地域観測隊の計画概要
  青木茂, 極地, 56, 79, 88, 2020年03月
• 係留系観測で得られたビンセネス湾沖南極底層水の時系列変化
  溝端浩平; 北出裕二郎; 嶋田啓資; 平野大輔; 松村義正; CHENG Lingqiao; 青木茂; 田村岳史, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2020, 2020年
• トッテン棚氷近傍海域における暖水分布
  平野大輔; 田村岳史; 溝端浩平; 伊藤優人; 山崎開平; 國府陽一郎; 木内政彰; 村瀬弘人; 佐々木裕子; 青木茂, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2019, 2019年
• 南大洋子午面循環の直接測流と定量評価を目指した係留観測
  北出裕二郎; 溝端浩平; 渡部和帆; CHEN Linquiao; GUO Gaopin; 青木茂; 牛尾収輝; 嶋田啓資; 大島慶一郎, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2019, 2019年
• 極域海洋モニタリングブイの開発‐オホーツク海における試験観測
  青木茂; 市川雅明; 市川雅明; 小野数也; 深町康; 深町康; 深町康; 大島慶一郎; 大島慶一郎; 中川敏彦; 小林研吾; 小竹正人; 小竹正人; 小澤知史, 海洋理工学会誌(Web), 25, 1, 29‐34(J‐STAGE), 2019年
  日本語
• 南大洋における観測からみた海洋長期変動
  青木茂, 低温科学, 76, 25, 31, 2018年03月
• 南大洋における大気・海洋結合系の長期変動に関する観測的研究 ―2017年度堀内賞受賞記念講演―
  青木茂, 天気, 65, 6, 27, 33, 2018年
• 南極・白瀬氷河の20年間の流動速度変動 (衛星観測特集)
  中村 和樹; 山之口 勤; 青木 茂; 土井 浩一郎; 澁谷 和雄, 雪氷, 79, 1, 3, 15, 2017年01月
  日本雪氷学会, 日本語
• 氷河融解水を起源とする高濁度水プルームの数値モデリング (グリーンランド氷床とその気候システムとの相互作用)
  松村 義正; 大橋 良彦; 青木 茂; 杉山 慎, 低温科学, 75, 77, 84, 2017年
  グリーンランド氷床の表面融解水は，氷河を貫通するムーランを通過して岩盤に到達し，陸上の堆積物を懸濁物質として取り込みながら氷河末端で海洋に流出する．淡水である融解水は海水より軽いため直ちに湧昇し，氷河末端で高濁度の融解水プルームを形成してフィヨルド内の鉛直循環を駆動する．本研究では粒子追跡法を組み込んだ非静力学海洋モデルによる理想化シミュレーションによってこの高濁度水プルームを再現し，特にフィヨルド内の懸濁物質輸送過程について解析した．The surface meltwater of the Greenland ice sheet is drained through englacial channels called moulins that reachthe bedrock, and hence it contains substantial amounts of terrestrial sediments. The meltwater runoff from marineterminatingglaciers form an upwelling turbid plume at the glacier front and drives overturning circulation in the fjord.We perform idealized numerical experiments on the turbid meltwater plume and associated sediment transport byusing a non-hydrostatic ocean model coupled with a Lagrangian particle tracking system that simulates the dynamicsof suspended sediments., 低温科学第75巻編集委員会, 日本語
• ビンセネス湾沖における巨大係留系による長期観測
  北出裕二郎; 嶋田啓資; 溝端浩平; 青木茂; 田村岳史; 千手智晴; 深町康; 大島慶一郎, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2017, 2017年
• グリーンランド北西部におけるカービング氷河の末端変動に大気・海洋が与える影響
  箕輪昌紘; 箕輪昌紘; 杉山慎; 澤柿教伸; 津滝俊; 榊原大貴; 榊原大貴; 大橋良彦; 大橋良彦; 青木茂, 雪氷研究大会講演要旨集(Web), 2016, 2016年
• 豪州南極海盆における南極底層水の急速かつ持続的な低塩分化
  嶋田啓資; 北出裕二郎; 溝端浩平; 青木茂; 大島慶一郎; 田村岳史; 小達恒夫, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2016, 2016年
• グリーンランド北西部におけるカービング氷河の末端変動に大気・海洋が与える影響
  箕輪 昌紘; 杉山 慎; 澤柿 教伸; 津滝 俊; 榊原 大貴; 大橋 良彦; 青木 茂, 雪氷研究大会講演要旨集, 2016, 0, 29, 29, 2016年
  公益社団法人 日本雪氷学会／日本雪工学会, 日本語
• 2. 近年の極域海洋変動と淡水循環の役割(2011年度春季大会シンポジウム「変動する地球気候の鍵-南極・北極-」の報告)
  青木 茂, 天気, 60, 11, 888, 892, 2013年
  日本気象学会, 日本語
• 南大洋における降雪の酸素安定同位体比の緯度分布と季節変化
  中村 佳代; 青木 茂; 豊田 威信; 青山 雄一, 南極資料, 54, 2, 190, 202, 2010年07月
  国立極地研究所, 日本語
• 観測から見た南極底層水の変質と氷床融解の影響把握
  青木茂, 月刊海洋, 号外54, 142, 150, 2010年06月
• 未知の南極底層水生成域の発見と今後の観測に向けて―ケープダンレープロジェクト―
  大島慶一郎; 深町康; 青木茂; 清水大輔; 田村岳史; 牛尾収輝; 橋田元; 北出裕二郎; 若土正暁, 月刊海洋 総特集「南大洋の深層水形成と海氷過程」, 54、12-20, 2010年
• 南極陸棚斜面横断東経115度ラインにおける酸素安定同位体比分布
  青木茂, 九州大学応用力学研究所所報, 135, 89, 93, 2008年09月
• 干渉SAR処理を用いた南極接地線(grounding line)の精密決定
  山之口勤; 土井浩一郎; 澁谷和雄; 青木茂, 九州大学応用力学研究所所報, 135, 95, 99, 2008年09月
• 南極を学び、地球を知る－北海道大学 国際南極大学カリキュラムの取り組み―
  青木茂, 大阪国際サイエンスクラブ会報, 217, 4, 6, 2008年07月
• しらせ海上気象観測データから見た110°E 線の亜南極フロント上における大気の海洋に対する応答
  飯島裕司; 青木茂; 谷本陽一, 月刊海洋, 49, 66, 73, 2008年01月
• 船上観測データに基づく南極リュツォ・ホルム湾定着氷の夏季における氷厚及び積雪深分布特性について(所外発表論文等概要)
  宇都 正太郎; 下田 春人; 泉山 耕; 牛尾 収輝; 青木 茂; 橋田 元; 若林 裕之; 西尾 文彦, 海上技術安全研究所報告, 5, 2, 261, 261, 2005年
  海上技術安全研究所, 日本語
• JARE-43 Tangaroa marine science cruise report (Physical oceanography)
  Shigeru Aoki; Toshihiko Sato, Antarctic Record, 48, 3, 204, 218, 2004年11月
• 南極の海と淡水循環
  青木茂, 細氷, 50, 2, 9, 2004年01月
• 南極海ダイナミクス 気候変動の鍵を握る南極底層水
  青木茂, ILLUME, 31, 16, 4, 21, 2004年01月
• Oceanographic Data in Lutzow-Holm Bay from July 1998 to December 1998 (JARE-39)
  Shigeru AOKI; Gen HASHIDA, JARE data reports. Oceanography = JARE data reports. Oceanography, 22, 1, 18, 2001年03月
  英語
• 南極域の海面変動と地殻変動-観測の現状と課題-
  青木茂, 月刊地球, 35, 149, 156, 2001年
• 南極海の環境変動
  青木 茂, 日本エネルギー学会誌 = Journal of the Japan Institute of Energy, 79, 11, 1050, 1053, 2000年11月
  日本エネルギ-学会, 日本語
• 衛星観測データに基づく西部北太平洋の中規模擾乱の研究
  青木茂; 今脇資郎, 九州大学応用力学研究所所報, 76, 103, 122, 1994年09月
• 海面高度計データと現場海洋観測によるジオイド・モデルの改良
  市川香; 青木茂; 今脇資郎, 月刊地球, 186, 616, 621, 1994年01月
• 衛星海面高度計と放射温度計で検出された黒潮続流の擾乱
  青木茂; 今脇資郎; 市川香, 九州大学応用力学研究所所報, 75, 47, 67, 1993年05月
• Westward propagation of sea surface anomalies in the western North Pacific as seen by the altimeter and radiometer
  Aoki, S; S. Imawaki; K. Ichikawa, Proceedings of the PORSEC-'92 in Okinawa, 273, 278, 1992年08月

• 海の温暖化 : 変わりゆく海と人間活動の影響
  日本海洋学会, 第2.3.1節
  朝倉書店, 2017年07月, 9784254161304, viii, 154p, 巻頭図版 [8] p, 日本語, ［分担執筆］
• 低温環境の科学事典
  青木茂, 第5章、第9章
  朝倉書店, 2016年07月, 9784254963922, 1 online resource (xii, 411p, 図版 [8] p), 日本語, ［分担執筆］
• 低温科学便覧
  北海道大学低温科学研究所
  丸善出版, 2015年10月, 9784621089644, xvii, 383p, 日本語, ［分担執筆］
• 地球温暖化 : そのメカニズムと不確実性
  日本気象学会地球環境問題委員会; 日本気象学会, 6.6章、6.7章
  朝倉書店, 2014年12月, 9784254161267, iv, 162p, 図版 [8] p, 日本語, ［分担執筆］
• 南極海ダイナミクスをめぐる地球の不思議
  青木 茂
  シーアンドアール研究所, 2013年06月, 9784863547162, 255p, 日本語
• 南極海－氷の海の生態系－
  青木茂, 第4章 ロス海で環境異変は起きているのか？
  東海大学出版会, 2013年01月, 9784486018896, ［分担執筆］

• Oceanographic and geophysical observations off Sabrina Coast, East Antarctica, in 2019/2020
  S.Aoki; T.Tamura; Y.Nakayama; K.Ono; P.Wongpan; K.Yamazaki; T.Itaki; Y.Tokuda; S.Sasaki; D.Hirano; Y.Aoyama
  JpGU-AGU 2020, 2020年07月13日
  ［招待講演］
• Roles of warm and cold sea water pumps along the coast of East Antarctica
  Shigeru Aoki
  The 1st GRAntarctic International Symposium, 2018年12月03日
  ［招待講演］
• 南大洋における大気・海洋結合系の長期変動に関する観測的研究
  青木茂
  日本気象学会2017年度堀内賞受賞記念講演, 2017年10月31日
  ［招待講演］
• Research of Oceain-ice BOundary InTeraction adn Change around Antarctica (ROBOTICA): A strategy to explore ice-ocean interactions in East Antarctica
  Shigeru Aoki; Takeshi Tamura
  AOGS 2017, 2017年08月11日
  ［招待講演］
• 南極大陸棚域における淡水供給 -その空間分布と近年の変化-
  青木茂
  Japan Geoscience Union Meeting 2014, 2014年05月02日
  ［招待講演］
• 近年の極域海洋変動と淡水循環の役割
  青木茂
  日本気象学会2011年春季大会シンポジウム「変動する地球気候の鍵‐南極・北極‐」, 2011年05月20日
  ［招待講演］
• Recent freshening of the Antarctic Bottom Water in the Australian-Antarctic basin
  Shigeru Aoki
  EGU General Assembly 2007, 2007年04月16日
  ［招待講演］
• Interdecadal water-mass changes in the;Indian sector of the;Southern Ocean;heir impacts on;sea level rise
  Aoki, S; N.L. Bindoff; J.A. Church
  IAMAS 2005, 2005年08月05日
  ［招待講演］
• 南極海ダイナミクス -気候変動の鍵を握る南極底層水-
  青木茂
  第19回電熱大会, 2004年11月25日
  ［招待講演］
• Large-scale variations of sea level in the Southern Ocean
  Shigeru Aoki
  Asia Oceania Geoscience Society, 1st meeting, 2004年07月05日
  ［招待講演］
• Observations of annular variations of the Southern Ocean
  Shigeru Aoki
  Southern Ocean Week 2003, 2003年09月10日
  ［招待講演］
• Oceanic response to the Antarctic Oscillation
  Shigeru Aoki
  IUGG 2003, 2003年07月02日
  ［招待講演］

• 大学院共通授業科目（教育プログラム）：南極学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
• 大学院共通授業科目（教育プログラム）：南極学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
• 極域海洋学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
• 大気海洋解析法特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
• 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育

• 海洋理工学会
• 日本海洋学会

• 雪や氷の融解は海洋の生物生産と二酸化炭素吸収にどのような影響を与えるのか？
  科学研究費助成事業
  2025年04月01日 - 2029年03月31日
  野村 大樹; 漢那 直也; 藤原 周; 青木 茂; 渡邉 英嗣
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 25H00679
• 温暖化時代の南極氷床―海洋相互作用の解明
  科学研究費助成事業
  2024年04月01日 - 2029年03月31日
  平野 大輔; 溝端 浩平; 草原 和弥; 青木 茂; 小野 数也
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 国立極地研究所, 24H02340
• グローバル南極学：大変化する氷床と地球環境の連鎖をつなぐ
  科学研究費助成事業
  2024年04月01日 - 2029年03月31日
  青木 茂
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 24A402
• グローバル南極学：大変化する氷床と地球環境の連鎖をつなぐ
  科学研究費助成事業
  2024年04月01日 - 2029年03月31日
  青木 茂
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 24H02339
• 人新世における南極条約体制のレジリエンス研究
  科学研究費助成事業
  2021年07月09日 - 2026年03月31日
  柴田 明穂; 原田 尚美; 青木 茂; 木村 ひとみ; 稲垣 治; 來田 真依子
  本研究は、地球システムと人類社会システムが一体化する人新世の下での法学研究の先駆として、国際法制度のレジリエンスのあり方を、法学的知見と地球科学を中心とした自然科学的知見を連携させた社会自然科学的手法を駆使して分析し、新たな国際法学術体系を開拓する。そのモデルケースとして、人新世的痕跡が著しい南極地域を管理する南極条約体制(ATS)を題材として、地球科学からの知見を踏まえて100年先の南極の姿を構想しながら、ATSがそのレジリエンスを発揮し強化しうる国際法学的知見を提示する。
  
  
  採択通知後の約7ヶ月の本年度の研究は、引き続きコロナ禍の影響により海外研究者との研究交流はほぼストップし、オンラインによる研究メンバーとの意見交換と研究基盤形成（電子書籍等の購入）が中心となった。それら研究基盤を活用して、Oxford Handbook of International Environmental Lawに、国際法における信義誠実原則の機能を検討する論文を掲載することができた。コロナ禍においても、2021年11月に、南極研究科学委員会(SCAR)人文社会科学常設委員会の年次研究大会を神戸大学主催にてハイブリッド形式で開催し、本研究に関連する研究報告及び対面での意見交換が出来たことは有益であった。その成果としてZia Madani氏との共著論文を発表し、フェローとして研究支援してくれたオスロ大学ポスドクのYelena Yermakova氏とAntarctic Science誌における特別号企画を進められたことは重要である。
  日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 神戸大学, 21K18124
• 氷床融解と深層循環の揺らぎをつなぐ－東南極亜寒帯循環から沿岸への輸送過程ー
  科学研究費助成事業
  2021年04月05日 - 2026年03月31日
  青木 茂; 草原 和弥; 平野 大輔; 松村 義正
  南極沿岸海洋は地球の海水位変動と海洋深層循環の鍵を握る。近年加速する南極氷床の流出・融解には、沿岸大陸棚上のホットスポットにおける熱輸送が重要な役割を果たしている。また、ホットスポットでの氷床融解は十年規模で変動し、沿岸コールドスポットから深海底へ沈み込む底層水に指摘されていた低塩化傾向はここ数年で逆転したことも明らかになりつつある。本研究課題では、南極氷床への熱供給メカニズムとその時間的な変動を解明するため、理解の遅れたウェッデル循環東端のコスモノート海を中心に、沿岸ホットスポットへの熱供給プロセスを現場船舶観測により明らかにする。海洋観測データの解析から、ここ30年ほどでトッテン沖では外洋の熱源が大陸棚に近づきつつあることが分かった。こうした熱の輸送経路として、沖合の時計回り循環と南極斜面流の重要性が明らかになった。またコスモノート海では、沖合から大陸棚上への熱供給パスの存在も分かった。我々が強みをもつ氷床融解水のトレーサーである酸素同位体比の国際共同観測網を主導し、氷床から海洋への融解水流出の実態とその十年規模変動を周極的に把握することを目指す。コールドスポットであるケープダンレー沖の解析では、夏季の表層高温と棚氷融解のリンクが明らかになった。数値実験の併用により、底層水形成のタイミングを送らせる働きをすることが見出され、将来の気候では表層水起源の南極氷床融解が海洋深層循環変化につながる可能性が示唆された。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 21H04918
• カービング氷河の末端プロセスと変動メカニズム －湖と海で何が違うのか－
  科学研究費助成事業
  2020年04月01日 - 2025年03月31日
  杉山 慎; 菅 浩伸; 古屋 正人; 青木 茂
  前年度に引き続き、2021年度もCOVID-19の影響を受けて、チリおよびアルゼンチンでの氷河観測が実施できない状況となった。そこで当初の計画を一部変更して、南極における野外観測を実施すると共に、人工衛星データを使った解析に力を入れた。その結果、南極のカービング氷河における重要な観測データが得られた他、既存のデータと衛星データの解析で論文出版と学会発表の成果が挙がった。
  (1) 野外観測： 2021年12月から2022年1月にかけて、南極ラングホブデ氷河で熱水掘削を含む観測を実施して、カービング氷河の底面観測に成功した。当初計画とは異なる地域、異なる手法による観測であるが、氷河氷床と海洋の相互作用解明につながる重要なデータが得られたと考えている。このほか、パタゴニアでの氷河・氷河湖・海洋調査に向けて、観測機器の調査と準備を行った。特にマルチビームソナーを使った観測に関して、専門業者への観測委託の検討が進んだ。
  (2) データ解析： 過去にチリ・グレイ氷河の前縁湖で測定した水温と流速データを解析して、氷河排水が氷河湖の水温季節変動に与える影響を明らかにした。また人工衛星データの解析によって、パタゴニア西部グレーベ湖で2020年に起きた急激な水位低下を発見した。詳しい解析の結果、この現象が近年では世界最大の氷河湖排水イベントであることが判明した。
  (3) 論文出版・学会発表：グレイ湖で測定した通年の水温変化をNature Communications誌に出版した他、氷河湖排水イベントをCommunications Earth & Environment誌に投稿中。COVID-19の影響で海外における学会発表は困難となり、国内での学会で成果を発表した。
  (4) 研究会合：10月にオスロ大学の研究者とオンラインでワークショップを開催した他、研究チームでの小規模な会合を適宜開催した。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 20H00186
• 未探査領域への挑戦
  科学研究費助成事業
  2017年06月30日 - 2022年03月31日
  野木 義史; 吉田 弘; 沖野 郷子; 巻 俊宏; 青山 雄一; 青木 茂; 末吉 哲雄; 田村 岳史
  本研究課題は、ロボット技術等の無人観測技術を、未探査領域である南極沿岸の海氷域と沿岸域に適用することで、新たなデータ取得を目指すものである。
  2019年度に、全体の会合を3回(2019年4/25, 10/10および2020年3/30(TV会議))開催し、現況や今後の方針等について議論した。また、AUV(Autonomous Underwater Vehicle)の専門的な検討を行うサブワーキンググループの会合も適宜実施し、AUV試験および試験結果に基づく改良点等の検討を行った。以下、2019年度に実施した概要を示す。
  前年度にAUVのほぼ全体的な組み上げを終了したAUVの試験を中心に実施し、調整や修正等を進めた。水槽実験や実際の海での試験に加え、特に冬期の北海道紋別港において、氷下海洋域での試験を行い、修正および調整を実施し、今後の改良点を整理した。さらにAUV回収のために、小型の遠隔操縦ロボット（ROV）の基本的な組立を実施、回収機構の設計を行った。南極沿岸浅海域海底地形調査用の小型ROVも基本的な組立を行い、水槽等で試験を行うい、さらに北海道サロマ湖において氷下での試験観測を実施し、概ね良好な結果を得た。また、AUV探査を行う予定である南極周辺の既存海底地形データの収集と整理を継続するとともに、AUV搭載マルチビーム測深機データの解析手法の検討を行った。
  南極ケープダンレー沖に設置した時系列データを衛星回線で送信する係留式ブイシステムについては回収を行った。一部システムに不具合等があり、原因解明を進めている。
  大陸域での観測では、固定翼・回転翼UAVを用い、昭和基地上空での空撮データを実施し、これまでのデータとともに昭和基地の表面地形図を作成および精度評価を継続した。さらに、固体班と連携し、積雪による地殻変動や重力変化の評価も継続した。また、氷河・棚氷の融解量把握のため白瀬氷河上において、氷河氷厚レーダーApRES(Autonomous phase-sensitive Radio-Echo Sounder) の観測も継続した。
  日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 国立極地研究所, 17H06322
• 酸素同位体観測による南極沿岸海洋への氷床融解水流入の直接評価
  科学研究費助成事業
  2017年04月01日 - 2022年03月31日
  青木 茂; 田村 岳史; 松村 義正
  南極氷床の融解が海水位上昇や海洋深層循環にもたらす影響を調べるため、氷床融解水の特定に不可欠な特殊トレーサーである酸素安定同位体比の国際的な観測網を構築し、融解水の海洋中での存在量とその変化を直接的に評価した。周極的にみて融解量の多い場所を特定した。アデリーランド沖の海域で氷床融解に起因する淡水量が2010年代中盤まで増加した傾向を捉えた。一方2010年代中盤以降、西南極で棚氷融解量が減少し、その影響がオーストラリア-南極海盆底層に及んだ可能性を示した。同海盆では外洋の構造がここ30年程度高緯度側にシフトした実態も明らかになり、周極沿岸域の長期的な時空間変動の理解が進展した。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 17H01615
• 南極海における定着氷状態とバイオマスの関係性とその経年的変動の実態把握
  科学研究費助成事業
  2018年11月09日 - 2021年03月31日
  青木 茂; WONGPAN PAT
  沿岸域に発達する定着海氷は極域の熱や物質循環に重要な役割をもつ。特に南極域では、氷河・氷床の流動を抑制する働きや生態系の生息環境の維持など、海洋海氷-氷床相互作用における重要な役割が近年注目を集めており、その物理・生物学的な特性の把握が望まれている。本研究では、これまで申請者がロス海現場観測に基づき開発した放射計による海氷厚および海氷中植物存在量の定式化をベースに、これを他の氷海域に適用して比較検討することで、より汎用性のある氷厚や生物生産量の定式化をめざす。まず、この観測に使用する光学系測器を中心とした観測システムを構築する。これらをもちいて現場海氷でもちいることで実際のスペクトル分布をうると同時に、他の直接的観測手法をもちいて実際の海氷の氷厚・積雪と植物存在量を同時に測定し、これらを比較することで、この関係性の定式化を目指す。
  本研究では、光学観測により海氷の物理―生物特性を測定する現場観測システムを構築し、このシステムを北海道サロマ湖定着氷域での集中海氷観測に適用した。これにより、海氷下連続スペクトル測定で正規化したスペクトル変化指数とアイスアルジーの生物量との関係を求めた。物理パラメータと生物量との間には一定の関係性が得られたが、その関係性はこれまで極域において先行研究が求めたものとは異なることが分かった。また、同観測システムを南極リュツォホルム湾およびトッテン氷河沖海域の多年氷域において運用し、サロマ湖で行った観測と同様にして物理パラメータと生物量との関係性を調べた。この結果をこれまでの他の定着氷域で得られた結果と統合することで、グローバルに適用可能な定式化を行った。加えて、南極リュツオホルム湾定着氷域でこれまで実施されてきた観測成果に基づき、十年規模変動の実態と植物存在量との変化の関係についての関係性を議論した。
  日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 18F18794
• ポリニヤを起点とする熱塩／物質循環
  科学研究費助成事業
  2017年04月01日 - 2020年03月31日
  大島 慶一郎; 深町 康; 平野 大輔; 二橋 創平; 青木 茂; 西岡 純
  南極、北極、オホーツクの沿岸ポリニヤでの係留系データの詳細な解析から、大気からの冷却が強い場合、最大水深100mに及ぶ海中でのフラジルアイス生成が起こることが示され、沿岸ポリニヤでは今まで考えられた以上に大きな海氷生産を生むことが示唆された。また、流れが強い場合は、海底堆積物が巻き上がって海氷内に鉄等の栄養物質が取り込まれることを実測から明確にし、その物質循環における重要性を提示した。これら係留データを検証データに用い、衛星マイクロ波によるフラジルアイス検知・薄氷厚アルゴリズムを開発し、全球の沿岸ポリニヤの海氷生産量を高精度に見積もり、中深層水変動との関係解明に資するデータを作成した。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 17H01157
• 高浮力型氷海リアルタイムモニタリングブイシステムの開発
  科学研究費助成事業
  2016年04月01日 - 2019年03月31日
  青木 茂; 小野 数也
  極域沿岸氷海域における海洋鉛直プロファイルをリアルタイムに送信する定点ブイの実用化を目ざし、高流速対応のシステム設計と運用性向上を検討した。浮力調整式で対応する場合、躯体が非常に大きく、取り扱いが困難となった。実際の環境下での運用状況を調べるため、現有ブイで南極沿岸ポリニヤ域における1年間の観測を行い、約8ヶ月間の運用に成功した。水平流速は強くはなかったが浮上成功率は50%に届かず、水平流速以外の制限要因が存在した。高流速対応の代替策として、深度をウインチで制御するブイの動作試験を行い、同じ沿岸ポリニヤ域への設置に成功した。今後各手法の得失を検討し、効果的な極域海洋モニタリングを実現したい。
  日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 16K12574
• 南極底層水の昇温・低塩化に伴う深層大循環の変貌予測に関する基礎研究
  科学研究費助成事業
  2015年04月01日 - 2019年03月31日
  北出 裕二郎; 溝端 浩平; 青木 茂; 田村 岳史; アゼベド マテウス; 渡辺 和帆; 嶋田 啓資
  近年、地球温暖化に伴い南極底層水が昇温・低塩化している。本研究では南極底層水が変質する機構を解明し、今後、深層大循環がどのように変化するかを明らかにすることを目指した基礎研究が実施された。4年間にわたり毎年1月の約1ケ月間、南大洋東経110度に沿った海洋観測、および長期係留系の設置・回収を継続して実施した。その結果、南極底層水の形成における貫入深度の季節的変動特性や子午面方向の物資輸送の主要な機構を明らかにした。さらに、南極氷床溶融水が南極底層水の変質に及ぼす影響を評価した。また、子午面循環の鍵を握る中規模渦の監視技術として、海氷域における衛星海面高度データの補正アルゴリズムの開発が行われた。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東京海洋大学, 15H01726
• 南極海オーバーターニングにおける淡水量変化の量的把握と原因究明
  科学研究費助成事業
  2013年04月01日 - 2017年03月31日
  青木 茂; 深町 康
  地球規模の海洋オーバーターンをになう底層の南極起源の海水は、近年、淡水化しつつあると指摘される。南極大陸沿岸で生まれる海水が全大洋底層の水のもとの一つとなるので、この沿岸海洋の変質の実態を把握して淡水化の原因を探るために、酸素の同位体をつかった特殊なトレーサーを含む観測研究を推進した。オーバーターンの起点となる海域の一つであるロス海沿岸部は淡水化しているが、これは西南極海洋の暖水化と同期していた。もう一つの起点であるアデリーランド沿岸では、海氷生産の減少に加えて氷床融解成分の増加がみられた。これらより、大規模とローカルな氷況変化の両方が淡水含有量に大きな影響を与える可能性が明らかになった。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25281001
• 海氷生成とリンクする南極底層水・深層循環の再描像
  科学研究費助成事業
  2013年04月01日 - 2017年03月31日
  大島 慶一郎; 深町 康; 青木 茂; 松村 義正; 北出 裕二郎; 二橋 創平; 牛尾 収輝; 田村 岳史; 高橋 晃周; 二橋 創平; フレーザー アレクサンダー; ウィリアムス ガイ; 佐藤 建
  東南極を中心として、沿岸ポリニヤでの高海氷生成による底層水形成の詳細を明らかにした。南大洋第2の海氷生産域であるケープダンレーポリニヤでは、係留系観測等から、海中フラジルアイス生成による高海氷生産過程や、高密度水が混合・変質して底層水に至る過程を明らかにした。第3の海氷生産域であったメルツポリニヤでは、氷河舌の崩壊によって海氷生産量が半減し、底層水生成が大きく減少していることが示された。これら以外に、東南極ではプリッツ湾及びビンセネス湾でも小規模ではあるが高海氷生産による底層水形成が示され、ポリニヤ高海氷生産（正）と棚氷融解（負）の効果の兼ね合いで底層水形成が決まることも示唆された。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 25241001
• 氷海環境リアルタイムモニタリングブイシステムの開発
  科学研究費助成事業
  2013年04月01日 - 2016年03月31日
  青木 茂; 小野 数也; 市川 雅明
  本研究では、近年発展した海洋中層ブイの浮力制御技術と衛星通信技術を応用して、氷海域でも運用可能な海洋鉛直観測を行う係留型ブイ観測システムの開発を目的とし、オホーツク海知床沖で通算七ヶ月にわたる実海域試験を行った。センサーブイについては、浮上下降動作、待機深度の制御、衛星通信によるデータ通信、長期連続耐久運転、海氷下の浮上・停止動作といったプログラムした動作のすべてに成功した。また流速の実測により、ブイ浮上の限界となる流速を求めた。これにより実運用に耐えうるシステムの基盤技術を確立し、今後さらに高度な海洋条件下での運用に対応するための基盤を得た。
  日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 25550002
• 南極海表層水の低塩分化が深層大循環に及ぼす影響評価に関する基礎研究
  科学研究費助成事業
  2011年04月01日 - 2015年03月31日
  北出 裕二郎; 田村 岳史; 溝端 浩平; 嶋田 啓資; 青木 茂; 平野 大輔; 芦田 将成; 鈴木 萌; 白井 優; 笠島 克恵
  南極海表層水の低塩化に伴う南極底層水の変質と深層循環に及ぼす影響を評価するため、東京海洋大学研究練習海鷹丸により2012年から2015年の毎年1月に南極海110°E及び140°E周辺海域で、水温･塩分場の観測、長期係留観測、乱流観測等を実施した。本観測では、中規模ポリニヤを起源とした南極底層水の生成を世界で初めて明らかにし、オーストラリア南極海盆の底層水上部へと沈み込んでいることを示した。底層水の顕著な低塩化は、140°Eだけでなく110°Eでも認められ、特に、昇温も認められた2014年には海盆底層水の密度が相対的に軽くなり、ビンセネス湾起源底層水が海盆底層水下部まで達していることが分かった。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京海洋大学, 23310003
• モンスーン・アジアにおける大気海洋雪氷系の鉛直結合変動
  科学研究費助成事業
  2010年04月01日 - 2015年03月31日
  中村 尚; 青木 茂; 行本 誠史; 高谷 康太郎; 美山 透; 小守 信正; 吉田 聡; 榎本 剛; 三瓶 岳昭; 釜堀 弘隆; 田口 文明; 水田 亮; 村崎 万代; 小坂 優; 西井 和晃
  モンスーンに伴い太平洋とアジア大陸との海陸熱コントラストがもたらす「東西の熱的せめぎ合い」の気候系への影響に関する研究を予定通り達成できた．特に，日本北方に停滞性ブロッキング高気圧を形成し，冬季モンスーンの異常な強化をもたらす対流圏循環異常が，惑星規模波動の秋から冬への季節的な増幅の異常な強化の現れで，北極上空の成層圏を寧ろ寒冷化させて成層圏オゾン減少にも寄与し得ることを見出した．一方，梅雨期に夏季モンスーンに伴って熱帯からの気流が流れると，東シナ海の黒潮沿いに積乱雲が組織化されることや，盛夏期にかけての急速な東シナ海北部の温暖化に伴って梅雨末期に集中豪雨が最も起こり易くなる事が見出された．
  日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 東京大学, 22106009
• ケープダンレー沖は南極底層水の主要な生成域か？
  科学研究費助成事業
  2011年04月01日 - 2014年03月31日
  深町 康; 青木 茂; 松村 義正; 清水 大輔
  2008-09年に南極海インド洋セクターのケープダンレー沖の斜面域で取得した係留観測による海洋の時系列データを、人工衛星による海氷データ、測器を取り付けたアザラシによる海洋データと合わせて、この海域で沿岸ポリニヤでの高い海氷生産に起因したローカルな南極底層水の生成が起こっており、ウェッデル海、ロス海、アデリーランド沖に続く、第4の主要な南極底層水の生成域であること示した。特に、この海域が他の3つの生成域とは異なり、広い大陸棚、棚氷、大きな窪地の全てが存在しないにも関わらず、高い海氷生産のみによって主要な生成域となっていることは特筆に値する。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23340135
• 国際観測ネットワークによる南極底層水淡水化の量的把握と氷河融解の影響検証
  科学研究費助成事業
  2009年 - 2012年
  青木 茂; 深町 康; 嶋田 啓資
  酸素安定同位体比測定という新しい手法を標準化した国際共同海洋観測ネットワークの構築と既存のデータセットとの比較解析から、南極海のオーストラリア-南極海盆における南極底層水のここ約20年間にわたる淡水化の実態を把握した。この淡水化の主要な原因は、東側から本海盆に流入する底層水の低塩化と流入する量の低下と考えられる。本観測ネットワークにより、今後の海洋変化の原因を評価するための酸素同位体比分布像を構築することに成功した。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21310002
• 海氷生産量のグローバルマッピングとモニタリング構築
  科学研究費助成事業
  2008年 - 2012年
  大島 慶一郎; 江淵 直人; 青木 茂; 深町 康; 豊田 威信; 松村 義正; 北出 裕二郎; 舘山 一孝; 二橋 創平; 小野 数也; 榎本 浩之; 木村 詞明; 田村 岳史
  海洋中深層循環及びその変動を決めうる海氷生産量を、衛星データ等から見積もるアルゴリズムを開発し、そのグローバルマッピングを初めて行った。沿岸ポリニヤでの高海氷生産過程を長期係留観測から明らかにし、アルゴリズムの検証も行った。南極第2の高海氷生産域であることが示されたケープダンレー沖が未知の南極底層水生成域であることもつきとめた。南極海とオホーツク海では、海氷生産量の変動が底層水や中層水の変質とリンクしていることを明らかにし、中深層循環弱化の可能性を指摘した。
  日本学術振興会, 基盤研究(S), 北海道大学, 20221001
• 斜面下降流による南極底層水の混合過程の研究
  科学研究費助成事業
  2007年 - 2009年
  青木 茂; WILLIAMS Guv Darvall; WILLIAMS Guy Darvall
  南極底層水は世界で最も高密度の水塊であり、深層大循環の主要な構成要素である。南極底層水は、主として沿岸陸棚域での冷却・海氷生成により生じた高密度陸棚水が、沖側の高温高塩分水を取り込みつつ陸棚斜面を流れ下ることで形成される。オーストラリア・南極海盆では、ロス海から西向きに流れてきた底層水に対して、アデリー海谷上を中心とするポリニア起源の高密度陸棚水が陸棚斜面上を下降して加わることによって、低温・低塩の底層水が生じると考えられてきた。このアデリーランド沖における斜面下降流の詳細な特性を把握するため、2001年1月と2004年10月に実施された船舶観測のデータを解析した。その結果、従来言われていたアデリー海谷からの下降流に加えて、より東側に位置するメルツ海谷からの二次的な下降流の存在が新たに明らかになった。この下降流はメルツ海谷上の低塩陸棚水に起因すると考えられる。ただし、底層水の水塊変質に及ぼす影響はアデリー海谷からの下降流に比べて小さい。1998年の係留系の連続データの解析とあわせて、主として冬季の下降流イベントにより、ロス海に起因するやや高温な性質が低温側へ断続的に変質することが分かった。これらにより、アデリー海谷より上流側のメルツ海谷からの下降流も南極底層水の低温・低塩化に関与していることが示された。このメルツ海谷上の高密度水形成の原因を調べるため、海氷生産の役割について検討した。人工衛星観測に基づく海氷生成量との比較から、メルツポリニアでの海氷生産は、係留データから見積もられる海水の密度との間に強い相関をもつことが分かった。人工衛星観測の結果は、マックロバートソンランド沖など東南極沿岸の随所でメルツポリニアに匹敵する海氷生産量を示している。このことは、より広域にわたって海洋底層まで達する下降流が生じている可能性を示唆するものである。
  日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 07F07772
• 酸素同位体比測定による南極底層水低塩化過程と淡水循環変動の実態把握
  科学研究費助成事業
  2005年 - 2008年
  青木 茂; 豊田 威信
  南極海沿岸の四割に及ぶ領域で南極底層水・沿岸陸棚水の特性変化の実態を把握し、あわせて酸素同位体比解析のための資料の収集とそれによる変動原因の考察を行った。南極底層水は全般的に低塩化しつつある。ロス海では特に顕著で、陸棚水の低塩化と関連している可能性があるが、酸素同位体比解析により氷床融解の影響が示唆された。酸素同位体比は底層水の生成源の推定にも有効であった。インド洋区における起源淡水として降雪と陸氷の分析を実施したところ、平均的には両者は十分区別可能で、本手法の有効性が示された。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 17510001
• 南極海インド洋セクターにおける海洋循環と南北熱塩輸送の量的把握
  科学研究費助成事業
  2005年 - 2007年
  若土 正暁; 大島 慶一郎; 青木 茂; 深町 康; 牛尾 収輝; 木村 詞明
  本研究の最重要課題は、南極海インド洋セクターで生成する南極底層水の北上流の季節変動を初めて捉えることに成功した現地観測データを解析することにある。我々は、ウエッデル海やロス海とともに南極底層水の主要な生成域の一つであり、これまで南北輸送流量のデータの全く無いアデリーランド沖をターゲットとして、冬季沿岸ポリニア域で生成する南極底層水が陸棚斜面を下降し、やがて西岸境界流としてケルゲレン海台東岸沖の海底近くを北上する海流量の季節変動を直接捉えるための流速計を中心とする係留観測を実施した。これは豪州CSIROとの共同研究として実施したものであり、2003年2月から2005年1月までの2年間にわたる、合計8観測点での流向、流速、水温、塩分、溶存酸素量のデータ取得に初めて成功した。極めて貴重な、そして膨大なデータの解析を現在精力的に進めている。これまでの解析から、特徴的なのは、どこの観測点でも流向が一様であり、ケルゲレン海台東岸沖斜面域では北西流が、遥か沖合の深海域では全く逆向きの南東流が卓越していることである。つまり、この海域では、ケルゲレン海台東岸沖の南極底層流の西岸境界流としての北上流と、その沖合での再循環による南下流の二つの卓越する循環系から構成されていることが分かった。
  本研究ではまた、南極底層水生成域である沿岸ポリニア域で形成する海氷の氷厚分布を人工衛星データから検出して、熱収支計算を行うことによって、南大洋における海氷生産量をマッピングすることに初めて成功した。これにより、熱塩フラックスの条件を与えることも可能になった。一方、近年の地球温暖化によると思われる南極底層水の低塩化の原因として、上記マッピング手法により求められた、南大洋最大の海氷生産域であるロス海沿岸ポリニアでの海氷生産量が1990年代から2000年代にかけて約30%減少していることが大きく関わっている可能性を示唆した。
  尚、本研究で得られた観測データはぼう大なものであり、より高いレベルでの解析には充分な時間を必要とする。そのため、本研究期間内には必ずしも十分な成果は得られていないが、1,2年以内にはインパクトある研究成果を世界に公表したい。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17340138
• GRACE衛星により得られる変動重力場の極域からの検証
  科学研究費助成事業
  2004年 - 2006年
  渋谷 和雄; 谷口 真人; 青木 茂; 福田 洋一; 藤本 博巳; 石川 尚人
  本研究の目的は、測地学的な地上検証データとGRACE衛星(2003年3月打ち上げ)の重力データを対照させ、南極域での大気・海洋・氷床変動に伴う重力変動を検出し解釈することである。1999-2003年のVLBIデータ解析から昭和基地の地殻隆起速度は4.6±2.2mm/yrと求められ(Fukuzaki et al.,2005)、GPSによるリュツォ・ホルム沿岸露岩域の結果(1.4±0.2mm/yr ; Ohzono et al., 2006)より大きいこと、DORISによる値はAmalvict et al.(2007)による再解析で3.61±0.21mm/yrと求まり、3種の宇宙測地の比較が明らかになった。絶対重力測定によると、昭和基地での重力減少は-0.27μGal/yrであり(Fukuda et al.,2006)、Makinen et al.(2007)が示すとおり、後氷期地殻隆起モデルの規正に使用されよう。小西ら(2007)は過去17年分のJARE海上重力計データの統一的ドリフト補正を行ったので、昭和基地周辺域360,000km^2において行われた日独航空機重力観測データによる重力異常図を基礎に、staticな地域重力場モデルの精度はさらに向上することになり、南極域での水循環によるdynamicな重力変動の詳細解明につながるだろう。一方、(66°51'S,37°49'E,水深4600m)地点に設置した海底圧力計(OBP)には2004年12月26日発生のスマトラ地震津波が明瞭に記録されていて、水位変動による超伝導重力計や広帯域地震計への荷重効果(Nawa et al.,2007)が示された。さらに、OBPデータから潮汐成分を除去した時に残る長期圧力変動(2年分データ)振幅と、GRACEによる月平均重力変動振幅は同位相であることもわかってきた。湧出量計についても、第46次越冬隊の手によりリュツォ・ホルム湾氷海下で800m深度での測定実績が得られ、南極域においても中緯度での測定と同程度(10^<-8> to 10^<-6>m/s)の湧出量が得られることが判明し、これら新しい測器展開の有効性が立証された。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 国立極地研究所, 16310015
• 海洋の南極振動とその気候変動における役割の解明
  科学研究費助成事業
  2003年 - 2004年
  青木 茂
  南半球の大気変動では、大気再解析データや大気-海洋結合モデルの結果から、南極大陸上と低緯度側とが逆位相で変動する南極振動(AAO)モードが卓越していることが明らかになってきた。こうした大気変動は数十日規模から数十年規模にわたって卓越している。南極海洋においても、これに対応した大規模な変動の存在が予想される。
  季節内周期帯においては、南極沿岸の水位がコヒーレントに変動することが示された。南極振動の指標であるAAOインデックスと沿岸水位変動は、季節内変動の振幅がともに冬に強い傾向を示す。一方、人工衛星海面高度計により求めた外洋域での水位変動については、AAOインデックスに対する回帰係数は沿岸における値に比べて一桁小さく、応答が南極沿岸域に集中していることを示している。九州大学応用力学研究所と共同で行った再解析データ(ERA40)を用いたモデル実験やGCM(ECCO)によって再現された季節内順圧変動を解析すると、南極振動に対応して、沿岸から水深3000m程度の陸棚斜面上まで同期したコヒーレントな変動が良く再現されていることが分かった。この変動の位相は沿岸で実際に観測された海水位変動のものと一致し、順圧応答の卓越性を示している。
  次いで十年規模以上の周期帯について、主として日本南極観測のデータに基づいて、インド洋区における水塊変動および力学的高度変動を調べた。亜南極前線以北では表層等密度面上において低塩・低温化傾向が観測された。これは気温の上昇や降水の増加と調和的であると同時に、西風の強化による高緯度からの低塩分水の輸送とも整合的である。この特徴が周極的であるとすれば、観測されているここ20-30年間におけるAAOの強化が関係している可能性が考えられる。今後は現象の周極性を確認すると同時に、底層における水塊変化や大陸斜面域における水塊混合過程とその径年的変化の影響を調べる必要がある。
  日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 15710017
• 南極海インド洋セクターにおける深層循環の実態把握-特に南極底層水の低緯度への輸送量の直接評価-
  科学研究費助成事業
  2002年 - 2004年
  若土 正曉; 大島 慶一郎; 青木 茂; 長島 秀樹; 牛尾 収輝; 渡邊 修一
  南大洋(Southern Ocean)は、その地理的特徴(氷大陸である南極大陸をぐるりと取り囲み、低緯度側で太平洋・大西洋・インド洋の世界三大洋と直接交流をもつ)から、地球規模の気候に重要な役割を果たしている。特に、世界最大の季節海氷域(冬季海氷である南極海(Antarctic)は、北大西洋深層水とともに世界の海洋深層大循環の起源である「南極底層水」を形成する海としても広く知られている。このように、南大洋・南極海は地球科学的に非常に重要な海であるにも関わらず、これまで観測が極端に少なく、地球上で最大のデータ空白域の一つになっている。南極底層水は、南極大陸沿岸域の主にウェッデル海、ロス海、アデリーランド沖で生成し、世界三大洋の深層を循環していくと言われている。地球規模の気候に果たす海洋大循環の役割の重要性を考えると、この南極底層水の循環、特にその低緯度への輸送流量を評価することは極めて重要である。近年、欧米の研究者達によって、ウェッデル海やロス海における底層水形成に関する本格的な観測の実施計画が進められている。
  本研究は、もう一つの南極底層水生成域であり、インド洋や太平洋の深層水の起源水域の可能性の高い、アデリーランド沖を中心とした南極海インド洋セクターにおいて、底層水の循環とそれの低緯度への輸送流量を直接測定により評価しようとするものである。冬季沿岸ポリニア域で生成した高密度水が、大陸棚斜面を沈降し、南極底層水として低緯度のインド洋さらには太平洋の深層を循環していく際、その流路上で流速が最大(西岸境界流)となるケルゲレン海台東岸沖に、約30台の流速計(水温塩分計付)からなる係留系(8測点)を2年間設置することによって、そこを通過する底層水の低緯度への輸送流量とその季節変動を捉える。
  これら南極大陸を取り囲む三つの起源域で生成する「南極底層水」の低緯度への輸送流量を、国際協力による同時期観測によって直接評価することが出来れば、それら観測値を海洋大循環モデルに組み込むことによって、より信頼性の高い「世界の海洋大循環」像が我々にもたらされることになるはずである。
  本研究は、豪州CSIROとの共同で約2ケ年にわたる流速計・水温塩分計からなる係留系観測(8測点)とそれらの設置および回収の際の通常海洋観測を実施し、観測のほとんどすべてが成功裡に終了した。特に、2ケ年にわたる係留系観測では30数基の観測機器のうち、1基を除くすべてにおいて完全な形でのデータを取得することができた。これは、勿論世界初のものであり、極めて貴重なデータ取得に成功したといえる。従って、本研究の主な目的は完全に達成することができた。これら貴重なデータ解析を中心とする研究展開を目的とする科学研究費予算申請「南極海インド洋セクターにおける海洋循環と南北熱塩輸送の量的把握」(平成17年-平成19年;合計15,100千円)が、幸いにも採択されたので研究を進めていきたいと考えている。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 14403006
• 南極海における海洋環境の中長期的変動に関する研究
  科学研究費助成事業
  1999年 - 2001年
  福地 光男; 平譯 享; 青木 茂; 小達 恒夫; 谷口 旭; 谷村 篤; 渡邉 修一
  地球規模環境変動への関わりが大きいとされる南極海の海洋環境の中長期的変動について、これまで日本南極観測隊による観測が継続されてきた南極海インド洋区に焦点をあて、国内外に蓄積された観測データを基に解析を実施した。昭和基地への往復航路上に限られた定常的な観測結果ではあるが、インド洋区での海水温の昇温傾向が初めて確認され、また、海表層の植物プランクトン現存量に大きな経年変動が認められた。また、動物プランクトン現存量の変動を解析する上で、連続プランクトン採集器を用い、オーストラリア側と共同で現場観測とデータ解析を実施した結果、動物プランクトン量にも経年変動が認められ、また、同採集方法が中長期的モニタリング観測に有用であることが国際的にも認められた。更に、これら海洋物理と海洋生物をリンクする要因である栄養塩濃度の時空間変動を解析した結果、インド洋区において表面珪酸塩濃度が平均的に高い海域と低い海域とが交互に存在することを初めて指摘した。その変動要因は近年話題となっている南極周極波動現象のような大気振動現象に呼応しているといえる。これらの因果関係を明らかにするには関係する要因のプロセス研究が不可欠であり、そのための現場観測に参加した。オーストラリアの研究者を中心に、国際共同観測体制を作り上げ、2001年から2002年にかけての夏期シーズンに日豪から合計4隻の観測船を導入した時系列観測を実現した。中長期変動解析の鍵となるパラメーターをコア観測項目とし、4航海を通して標準化した観測方法を世界に先駆けて初めて導入した。これまでスナップショット的な観測が主体であったが、初めて夏期間を連続的にカバーした結果が得られ、今後の中長期変動解析の発展に大きく貢献する成果であった。また、データ解析、及び、現場観測を通して、国内外の南極海洋研究者が分野横断型の共同研究体制の基盤を築き上げることが出来たことは大きな成果である。
  日本学術振興会, 特別研究促進費, 国立極地研究所, 11800009
• 人工衛星合成開口レーダ干渉法による遠隔地地形モデルの作成およびその検証
  科学研究費助成事業
  1997年 - 2000年
  青木 茂; 土井 浩一郎; 小澤 拓; 澁谷 和雄; 青木 茂
  本研究は、人工衛星SARデータを用いてアクセスの困難な遠隔地の地形モデルを作成し、GPSなどの独立な手法により、得られた地形モデルの精度検証を行なうことを目的とした。
  日本南極地域観測隊が活動するリュツォ・ホルム湾周辺の大陸氷床から沿岸露岩域で得られた人工衛星SARデータに3パス法を適用し、同地域の地形モデルを作成した。GPS等による観測結果を基準として、最新のグローバル地形モデルと比較したところ、一桁程度精度のよい地形モデルが得られることがわかった。一方で、3パス法の適用可能なデータが常に得られるわけではないことや、変動の大きい地域では地形データを復元できないといった問題点を明らかにした。
  基盤に着底している氷床域と海洋に浮上している棚氷との境界域(グランディングライン)は地形モデルの境界線を与えるが、この境界地形の精密な導出を目的として干渉SAR法を適用した。リュツォ・ホルム湾西方のボードワン棚氷を対象として、鉛直変動の空間的な相違からグランディングラインを検出することに成功し、これをトレースして精密な空間分布を求めることができた。また、得られた鉛直変動は、海洋潮汐モデルと大気圧の影響を考慮した鉛直変動とよく一致した。
  棚氷域や定着氷域など急激な変動を伴う対象に対する現場検証間測手法を確立するため、海氷上と大陸地殻上でGPS観測を行ない、その有効性を調べた。独立な観測による比較から、GPS干渉測位により求められた海氷の鉛直変動は、海水位の変動を1〜2cmの精度で捕らえていることが示された。
  SAR干渉法を適用できる地域は広く、本研究によって遠隔地域の地形データを取得に威力を発揮しうることが明らかになった。地上検証点としてGPSを効率的に利用することにより、氷床部のみならず棚氷部を含む雪氷域全域における地形モデルとその変動のより精密な把握が可能になるものと期待される。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 国立極地研究所, 09640512
• トペックス・ポセイドン海面高度計による海洋と固体地球のダイナミクスの研究
  科学研究費助成事業
  1996年 - 1997年
  今脇 資郎; KOBLINSKV C.; 大江 昌嗣; 久保田 雅久; 川村 宏; 福田 洋一; KOBLINSKY C.; 土井 浩一郎; 藤 浩明; 田村 良明; 田中 寅男; 小泉 金一郎; 瀬川 爾朗; 大久保 修平; BOWIN C.; 今西 祐一; 倉賀野 連; 川崎 康寛; 岡田 喜裕; 江淵 直人; 市川 香; 青木 茂; SMITH W.H.F.; TAPLEY B.D.; FUKUMORI I.; NEREM R.S.; LE Traon P.ー; RAPP R.H.; BINDOFF N.L.
  人工衛星に搭載したマイクロ波海面高度計は,海面の高さを数センチの精度でグローバルに観測できる測器であり,そのデータは海洋と固体地球のカ学に関する研究において極めて有効であると考えられている.本研究では,海洋物理学研究者と固体地球物理学研究者が互いに緊密な連携を取りながら協力研究を行うことを目指した.
  昨年度l0月には英国で,今年度10月には仏国で開かれた衛星海面高度計トペックス・ポセイドンの科学検討チームの会合に,研究代表者と研究分担者延べ9名を派遺し,海面高度計に関連した本研究グループの研究成果を披露するとともに,国際的な最新の研究情報を得た.昨年度,今年度とも11月に東京においてグループ全体の研究集会を開催し,衛星海面高度計データの処理や解析法に関する情報交換を行った.この集会に合わせて,昨年度は豪州の,今年度は米国と仏国の研究分担者計4名を招請し国際的な共同研究の促進を図った.その成果を集会の報告書としてまとめた.また,両年度とも2月と3月には米国の研究分担者計3名を招請し,各地で打合せ会を開催して情報交換を行った.
  これらの活動を通じて以下の成果が得られた.(l)海面高度計データを,現場の海洋観測データと組み合わせることによって,日本南岸における黒潮の流量の長期にわたる連続記録が得られた.(2)同様に現場観測データを併用することによって,北太平洋全域にわたる表層循環とその変動の様子が明らかになった.(3)海面高度計データを海洋の数値モデルに同化する技術を向上させた.(4)海面高度計データから全球的な海洋潮汐の精密なモデルが得られた.(5)従来は機密扱いであったGEOSATの測地ミッション期間中のデータの解放にともない,全球的な高分解能の重力異常分布が得られた.(6)重力異常の現場観測データなどを併用することによって,特に日本近海に関して高精度のジオイド分布が得られた.
  日本学術振興会, 国際学術研究, 九州大学, 08044094
• 衛星海面高度計データを用いた全球における絶対海面力学高度場と流速場の推定と評価
  科学研究費助成事業
  1996年 - 1996年
  青木 茂
  人工衛星海面高度計のデータから海面高度の時間変動成分の時系列を作成し、別に求めた海面力学高度の時間平均場と組み合わせることにより、全球における絶対的な海面力学高度場を求めた。平均海面高度場(海面流速場についても同様)として、気候学的な密度場に基づいて求めた平均場(以下、気候学平均場)と、最新のジオイドモデルを用いた平均場(以下、ポテンシャル平均場)を作成した。気候学平均場については、Teagueら(1991)の1000db準拠のもの、World Ocean Atlas94の1000db・2500db準拠のものを用い、ポテンシャル平均場についてはTOPEX/POSEIDON-JGM3モデルを用いた。時間平均場の精度を評価するため、海面高度の格子点データから求めた平均流速場について、ドリフタ-ブイの軌跡から求められた平均海面流速場との比較を行った。その東西流速については、南北20°C以内の低緯度域と南大洋において両者間の差が大きい。低緯度域では、気候学平均場を用いた方が差が小さい。地衡流を考えた場合、ジオイドの誤差の影響は低緯度ほど相対的に大きく現れる。南大洋では、東西流速についてはポテンシャル平均場の方が差が小さく、ポテンシャル平均場の方がよい精度を与える可能性を示唆している。また、気候学平均場についても、1000db準拠のものより2500db準拠のものの方が差が小さく、全球について一律の無流面を仮定することが適当でないことを示唆している。南大洋における流速場の性質を詳しく調べるため、3年間のアルゴスブイデータと絶対流速場との比較を行った。東向き流速については、系統的にドリフタ-ブイの方が非常に速い場合が多く、フロントに伴う強い流れが再現されていないことが分かる。現実の東西流速を十分に表現するためには、緯度方向に密な平均場の精度の向上が必要である。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 国立極地研究所, 08740382