エンジニアが北極海の海氷移動の謎を解明(Engineers solve puzzle of Arctic sea ice movement)

2026-09-16 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

この記事は、北極海の海氷が風だけでは説明できない速度・広がり方を示す理由を、海氷同士の衝突によるエネルギー伝達として説明した研究です。UC Riversideなどの研究者は、海氷を多数の浮遊する「氷盤(floe)」の集合体として扱い、風による駆動、海水からの抵抗、氷盤同士の衝突を組み込んだコンピューターシミュレーションを構築しました。フラム海峡の実測データと比較したところ、この単純なモデルだけで、氷の拡散速度、氷盤速度の分布、数時間から数日間にわたる運動特性という従来説明が難しかった3つの特徴を再現できました。密集した海氷では氷盤同士の衝突が頻繁に起こり、風から受けたエネルギーが隣接する氷盤へ伝達されるとともに、一つの氷盤が自由に移動できる距離が短くなることが鍵となります。この物理モデルは、将来の海氷輸送予測や気候モデルに利用できるほか、雪崩・地すべり・粒子材料などにも応用できる可能性があります。

エンジニアが北極海の海氷移動の謎を解明(Engineers solve puzzle of Arctic sea ice movement)
Ice floes coming together in the Arctic. (Pablo Clemente-Colon, Chief Scientist, National Ice Center)

<関連情報>

海氷輸送の異常な統計は衝突規則によって説明される Anomalous Statistics of Sea Ice Transport are Explained by Collisional Rules

Bryan Shaddy, P. Alex Greaney, and Bhargav Rallabandi
Physical Review Letters  Published: 10 September, 2026
DOI: https://doi.org/10.1103/g8y2-8ytt

Abstract

Arctic sea ice fluctuates in response to its turbulent environment, leading to dispersion behaviors that are not well understood. We resolve this gap using simulations that model sea ice as a granular medium that responds to stochastic winds. Using only directly measured local environmental and ice properties as inputs, the model quantitatively reproduces the dispersion, velocity distribution, and power spectrum of sea ice observed in the Fram Strait. These transport properties are generic consequences of collisions between floes, which rapidly dissipate the energy injected by wind while shortening the mean free paths of floes. A Boltzmann transport kinetic theory yields further quantitative insight, recovering both the simulations and observations. Our findings connect floe-scale dynamics and local environmental noise to properties of sea ice at climate-relevant scales, while also establishing broader links to stochastically driven dissipative granular systems.

1702地球物理及び地球化学
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