資料1-1

第67次南極地域観測隊員候補者の公募について
南極地域観測事業におけるモニタリング観測

基本観測

基本観測は、国際的または社会的要請の高い科学観測データを、確立した観測手法により継続的に取得・公開することを目的とする観測であり、国の責務として実施する「定常観測」と、研究者のニーズに立脚して国立極地研究所が担っている「モニタリング観測」に区分して実施する。

定常観測は、電離層観測、気象観測、海洋物理・化学観測、海底地形調査、潮汐観測及び測地観測・地形図作成を、各定常観測機関(国立研究開発法人情報通信研究機構、気象庁、文部科学省、海上保安庁、国土地理院)がそれぞれの責務において実施する。

モニタリング観測は、基礎研究の基盤となる観測で、国立極地研究所が研究コミュニティの意向を踏まえつつ、長期的視野に立って実施する。

モニタリング観測

モニタリング観測は、基礎研究の基盤となる観測で、国立極地研究所が研究コミュニティの意向を踏まえつつ長期的視野に立って実施する基本観測であり、確立された観測手法により、自然現象を明らかにしようとする観測を言う。観測計画の策定に当たっては、国立極地研究所が研究者コミュニティのヒヤリング、他機関との意見交換などを行い、隊員・実施スケジュールなどを検討する。

現地における担当隊員の業務としては、国内準備を経て、昭和基地到着後の夏期間に前次隊との間で引継ぎや保守作業を集中して行い、越冬中は、データ取得に関わる観測機器の運用・保守、国内の観測担当者との連絡・調整などを行う。

越冬期間中の観測体制を維持するためには、担当隊員(2名)の相互協力が重要である。

越冬期間のモニタリング担当隊員に関連する基本観測一覧

赤字:モニタリング担当隊員が「主」となって担当する観測

1.宙空圏変動のモニタリング
電磁環境の
地上モニタリング観測

・オーロラ光学観測:昭和基地にて、光学観測機器により、オーロラ活動(形態、動態、発光強度分布、エネルギー特性など)の時間・空間変動のモニタリング観測を行う。

・地磁気観測:昭和基地にて、地磁気絶対観測と地磁気変化観測を行い、地球内部磁場の長期変動、及び、オーロラ活動に伴う地磁気変動の長期モニタリング観測を行う。

・電磁波動、リオメータ観測:西オングル島宙空テレメータ基地と昭和基地(イメージングリオメータについて)において、ULF帯とVLF帯の自然電磁波動、及び、HF/VHF帯の銀河雑音電波吸収の無人自動通年連続観測を行い、太陽風-磁気圏-電離圏結合系の中で生起する電磁現象のモニタリング観測を行う。

・1-100HzELF帯波動観測:西オングル島宙空テレメータ基地において、ELF帯の電磁波動の連続観測を行い、全球雷活動の周期変動と気候変動・太陽活動との相関性などを明らかにする。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-spuas01.html

宇宙天気・宇宙気候現象の
モニタリング観測

国際SuperDARN短波レーダー網観測計画の一翼を担う、昭和基地設置の短波レーダーを用いて、電離圏プラズマ対流速度、電離圏電場・電場ポテンシャル等の超高層大気の基本物理量を観測し、地球規模の広域電離圏・超高層大気の変動や宇宙天気現象を明らかにする。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-spuas02.html

中層・超高層大気
モニタリング観測

地球大気上層部の大気大循環への寄与を明らかにするために、昭和基地において、近赤外大気光イメージャ観測を実施し、中層・超高層大気における大気重力波の水平伝搬特性を長期間継続的にモニタリングする。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-spuas03.html
国際ネットワーク観測(南極重力波イメージング/観測装置ネットワーク(ANGWIN)):https://www.scar.org/science/angwin/home/

2.気水圏変動のモニタリング
大気微量気体観測

大気中の温室効果気体をはじめとする大気微量気体の濃度、同位体比、関連成分の変動を監視し、長期変動を把握するとともに、その変動の要因を理解し、温室効果気体の放出・吸収源に関する知見を得るため、昭和基地に設置されたシステムを運用し、主要な温室効果気体(CO2、CH4、N2O)の濃度やその同位体比、関連成分(CO, O2)の連続観測を実施するほか、現場で測定出来ない成分の分析等を目的として、昭和基地で定期的な大気採取を行う。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-glaciology01.html

南極氷床の質量収支
モニタリング

南極氷床の質量変化は全球の海水準変動と密接に関係することから、南極氷床の変動を把握するため、昭和基地からとっつき岬間の海氷厚と海氷上の積雪深の測定、氷床氷縁部からドームふじへ至る内陸ルート上に設置された雪尺観測、ルート沿いの表面積雪サンプリング、無人気象観測装置のメンテナンスを実施する。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-glaciology02.html

衛星気候モニタリング

南極域の総観規模大気・雪氷現象の把握や数値モデルの検証データとして活用するほか、昭和基地の日々の活動の判断にも利用することを目的として、昭和基地に設置したL/S/Xバンド衛星受信システムを用いて、極軌道地球観測衛星(NOAA・MetOp・DMSP・Terra・Aqua衛星等)のリアルタイム観測データを繰り返し、継続的に受信し、南極域における広域の海氷・雪氷・雲分布をはじめ、対流圏・成層圏大気(気温、風の3次元分布)の状態をモニタリング観測する。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-glaciology03.html

3.地圏変動のモニタリング
統合測地
モニタリング観測

昭和基地でのDORIS、GNSS、VLBIといった宇宙測地観測や、超伝導重力計や絶対重力計による重力観測を通して、GIAやプレート運動に伴う地殻変動現象の検出や国際測地基準座標系の高精度化に資するデータを取得する。あわせて、周辺露岩、氷床、海氷上での衛星データ地上検証観測、沿岸域GPS観測、地温通年観測を行い、衛星観測データとの統合的解析から大気、海洋、氷床を含む動的な地球システムの解明を目指す。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-geography01.html

地震モニタリング観測

グローバル国際デジタル地震観測網(FDSN)等へ貢献するため、昭和基地で短周期地震計、及び広帯域地震計各3成分の連続観測を実施し、取得データ(実体波・表面波振幅、地震波走時、震源情報、等)から、極域から観た地球深部~表層までの地球内部の様々な時空間スケールの不均質構造とその動態、及び地震活動や波動伝搬特性に関する研究に資する。また、沿岸露岩域や大陸氷床に小型の広帯域地震計無人観測点を設置し、地震観測を実施する。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-geography02.html

インフラサウンド観測

昭和基地におけるインフラサウンド(数10~0.001Hzの可聴下周波数帯域)の3点アレイ観測による波動電波特性から、オーロラ、隕石落下による衝撃波、火山噴火、波浪・津波・地震による振動、海氷消長や氷震等の検出についてモニタリングを行う。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-geography04.html

4.生態系変動のモニタリング
アデリーペンギンの
個体数観測

南極沿岸の海洋生態系変動の指標種として位置づけられているアデリーペンギンの個体数変化を、昭和基地周辺の営巣地において監視する。

(参考ページ)
https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/kihon-biology01.html

5.電離層観測(定常観測)
電離層の観測

国際基準に基づく電離層電子密度プロファイル、電波伝搬特性を観測し、宇宙天気予報に利用するほか、世界資料センターに送付し、世界的利用に供する。長期間にわたる観測データの蓄積により、地球環境の長期変動解析の基礎資料に資する。

(参考ページ)
https://iono-syowa.nict.go.jp/

宇宙天気予報に
必要なデータ収集
宇宙環境変動を示すオーロラ、地磁気、電離圏擾乱等の情報のリアルタイムデータ収集を実施し、宇宙天気予報に提供する他、速報データとして公開し、世界的利用に供する。
6.潮汐観測(定常観測)
潮汐観測

東オングル島西の浦での潮汐観測を継続する。また、地球規模の海面水位長期変動監視のための国際的な世界海面水位観測システム(GLOSS)へのデータを提供する。

(参考ページ)
https://www1.kaiho.mlit.go.jp/TIDE/gauge/syowa_tidecurve.php

7.測地観測(定常観測)
測地測量

・地球規模の測地パラメータ取得
国際GNSS事業(IGS)に参加し、GNSS観測・解析等を通じて全球統合測地観測システム(GGOS)の活動を推進する。また地球規模の重力場の変動を把握するため重力測量を行う。

(参考ページ)
https://www.gsi.go.jp/KOKUSAI/nankyoku.htm