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[ACC28-03] 東南極大陸アメリー棚氷における氷河上湖の分布と季節変化
キーワード：氷河上湖
南極氷床の消失は南極圏の外側の南極半島で顕著であり、地球温暖化によって世界の海面水位に大きな影響を与えると予測されている。一方、南極大陸の大半を占める東南極における南極氷床の融解・消失は未解明であった。しかし、最近の衛星リモートセンシング研究により、東南極氷床の縁辺部に氷河上湖が発達していることが明らかになった（Stokes et al., 2019）。東南極の氷床上湖の発達は、南極の水質量収支を理解する上で無視できない。東南極における氷床上湖の分布の季節変化に関する詳細な研究は、一部の棚氷や氷河に限られている（Langley et al., 2016; Moussavi et al., 2020）。そこで本研究では東南極のアメリー棚氷における氷河上湖の分布の季節変化を衛星リーモートセンシングにより明らかにした。
2017年から2020年のLandsat 8-ETMの衛星画像にArcGISProを用いて正規化水域指標（NDWI）を適用し、アメリー棚氷上の氷河上湖を特定した。次に、Bedmap 2 (Fretwell et al., 2013) のデジタル標高モデルを用いて、湖の地理的な分布を評価した。加えて、衛星画像を用いて地表面温度を算出した。衛星画像から11 月から 2 月にかけて氷河上湖を確認し、アメリー棚氷の湖面積を自動で算出した。また、欧州中距離天気予報センター（ECMWF）の大気再解析であるERA5-Landの1時間ごとのデータから、２m高さの気温と全天日射量を求め、氷河湖の季節変化との関係を探った。
2020年1月のアメリー棚氷の衛星画像から、16,388個の氷河上湖を特定した。湖は主に棚氷の中央部、標高250 m以下、接地線から15 kmまでの場所に発生していたが、標高1700mを超える地点でも存在していた。また、氷河上湖が発生した場所のほとんどでは、地表面温度が-4.0℃から-1.0℃であり、氷点下の気温において氷河上湖が形成していることを示している。これまでに報告された他の地域（Langley et al 2016; Moussavi et al, 2020）と同様に、湖は11月下旬に形成が始まり、12月下旬に拡大、およそ1月にピークを迎え、2月下旬に縮小していた。ERA5-landから得た気温（2m高）と全天日射量と、アメリー棚氷の氷河上湖の季節変化を比較した。その結果、氷河上湖の総面積の増加時期は、気温と日射量が高い時期と一致していた。このことは、超氷河湖の形成には気温と全天日射量が必要であり、今後の地球温暖化によってますます多くの湖が形成される可能性があることを示唆している。
参考文献
P. Fretwell et al., Bedmap2: Improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica, The Cryosphere, 7, 375–393, 2013.
E.S. Langley et al., Seasonal evolution of supraglacial lakes on an East Antarctic outlet glacier, Geophysical Research Letters, 43, Issue16, 8563-8571, 2016.
M. Moussavi et al., Antarctic Supraglacial Lake Detection Using Landsat 8 and Sentinel-2 Imagery: Towards Continental Generation of Lake Volumes, Remote Sens, 12, 134, 2020.
C.R. Stokes et al., Widespread distribution of supraglacial lakes around the margin of the East Antarctic Ice Sheet, Sci Rep, 9, 13823, 2019.
2017年から2020年のLandsat 8-ETMの衛星画像にArcGISProを用いて正規化水域指標（NDWI）を適用し、アメリー棚氷上の氷河上湖を特定した。次に、Bedmap 2 (Fretwell et al., 2013) のデジタル標高モデルを用いて、湖の地理的な分布を評価した。加えて、衛星画像を用いて地表面温度を算出した。衛星画像から11 月から 2 月にかけて氷河上湖を確認し、アメリー棚氷の湖面積を自動で算出した。また、欧州中距離天気予報センター（ECMWF）の大気再解析であるERA5-Landの1時間ごとのデータから、２m高さの気温と全天日射量を求め、氷河湖の季節変化との関係を探った。
2020年1月のアメリー棚氷の衛星画像から、16,388個の氷河上湖を特定した。湖は主に棚氷の中央部、標高250 m以下、接地線から15 kmまでの場所に発生していたが、標高1700mを超える地点でも存在していた。また、氷河上湖が発生した場所のほとんどでは、地表面温度が-4.0℃から-1.0℃であり、氷点下の気温において氷河上湖が形成していることを示している。これまでに報告された他の地域（Langley et al 2016; Moussavi et al, 2020）と同様に、湖は11月下旬に形成が始まり、12月下旬に拡大、およそ1月にピークを迎え、2月下旬に縮小していた。ERA5-landから得た気温（2m高）と全天日射量と、アメリー棚氷の氷河上湖の季節変化を比較した。その結果、氷河上湖の総面積の増加時期は、気温と日射量が高い時期と一致していた。このことは、超氷河湖の形成には気温と全天日射量が必要であり、今後の地球温暖化によってますます多くの湖が形成される可能性があることを示唆している。
参考文献
P. Fretwell et al., Bedmap2: Improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica, The Cryosphere, 7, 375–393, 2013.
E.S. Langley et al., Seasonal evolution of supraglacial lakes on an East Antarctic outlet glacier, Geophysical Research Letters, 43, Issue16, 8563-8571, 2016.
M. Moussavi et al., Antarctic Supraglacial Lake Detection Using Landsat 8 and Sentinel-2 Imagery: Towards Continental Generation of Lake Volumes, Remote Sens, 12, 134, 2020.
C.R. Stokes et al., Widespread distribution of supraglacial lakes around the margin of the East Antarctic Ice Sheet, Sci Rep, 9, 13823, 2019.