著者
Mottram Ruth Boberg Fredrik Langen Peter Yang Shuting Rodehacke Christian Christensen Jens Hesselbjerg Madsen Marianne Sloth
出版者
低温科学第75巻編集委員会
雑誌
低温科学
巻号頁・発行日
pp.105-115, 2017-03-31

Surface mass balance (SMB) is the builder of the Greenland ice sheet and the driver of ice dynamics. Quantifying the past, present and future state of SMB is important to understand the drivers and climatic processes that control SMB, and to both initialize and run ice sheet models which will help clarify sea level rise, and how likely changes in ice sheet extent feedback within the climate system. Regional climate models (RCMs) and climate reanalysis are used to quantify SMB estimates. Although different models have different spatial and temporal biases and may include different processes giving significant uncertainty in both SMB and the ice sheet dynamic response to it, all RCMs show a recent declining trend in SMB from the Greenland ice sheet, driven primarily by enhanced melt rates. Here, we present new simulations of the Greenland ice sheet SMB at 5 km resolution from the RCM HIRHAM5. The RCM is driven by the ERA-Interim reanalysis and the global climate model (GCM) EC-Earth v2.3 to make future projections for climate scenarios RCP8.5 and RCP4.5. Future estimates of SMB are affected by biases in driving global climate models, and feedbacks between the ice sheet surface and the global and regional climate system are neglected, likely resulting in significant underestimates of melt and precipitation over the ice sheet. These challenges will need to be met to better estimate the role climate change will have in modulating the surface mass balance of the Greenland ice sheet.
著者
広瀬 侑 佐藤 桃子 池内 昌彦
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.9-15, 2009-03-31

シアノバクテリアは真正細菌の中で独自の分類群を構成するが,非常に多様で生態学的にも重要である.またモデル生物として研究が非常に進んでいる.研究材料として代表的な種を選んでその特徴を概説する.
著者
上村 佳孝 三本 博之
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.69, pp.39-50, 2011-03-31

動物の交尾器, 特にオス交尾器の形態は, 他の形態形質よりも進化・多様化が速い傾向にあり, その機構について議論が続いている. 本稿では, モデル生物であるキイロショウジョウバエを含むキイロショウジョウバエ種群について, 交尾器形態の機能とその進化に関わる研究についてレビューした. オス交尾器による創傷行動の発見により, 従来の研究では見出されてこなかった, オス交尾器に対応した多様性がメス交尾器の側にも同定されるようになった. しかし, メス交尾器の多様性は, 柔軟な膜質構造の形態変化によるものが多い. 交尾時の雌雄交尾器の対応関係の把握は, そのような旧来の手法では観察の難しい構造の特定を容易にし, 種間比較や操作実験による機能の研究に足がかりを与える. そのため手法の一つとして, 交尾中ペアを透明化する技術を紹介し, 本種群が交尾器研究のモデル系となる可能性を示す.
著者
小林 憲正 遠西 寿子 坪井 大樹 酒井 貴博 金子 竹男 吉田 聡 高野 淑識 高橋 淳一
出版者
北海道大学低温科学研究所
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.66, pp.39-46, 2008-03-31

炭素質コンドライトや彗星中に種々の複雑有機物が検出されていることから,地球外有機物が生命の誕生に重要な役割を果たした可能性が議論されている.隕石・彗星中有機物の起源としては,分子雲中の星間塵アイスマントル中で宇宙線・紫外線エネルギーにより生成したとするモデルが提案されて いる.われわれは模擬星間物質に重粒子線を照射することにより高分子状の複雑有機物に結合したアミノ酸前駆体が生成することを見いだした.このような高分子状結合型アミノ酸は遊離アミノ酸と比較して宇宙環境で安定であること,円偏光照射によりアミノ酸エナンチオ過剰を生じうることなどが わかった.これらの知見をもとに生命の起源にいたる新たな化学進化シナリオを提案する.
著者
岩井 雅子 広瀬 侑 池内 昌彦
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.575-582, 2009-03-31

シアノバクテリアは真正細菌の一種として,相同組換による遺伝子操作がよく整備されているものが多いが,重要な種でも形質転換できないものもある.代表的な形質転換のプロトコルとともに今後の展望を述べる.
著者
奥地 拓生
出版者
北海道大学低温科学研究所
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.66, pp.169-174, 2008-03-31

宇宙空間から惑星内部にわたる多様な惑星形成・進化の場には,極低温から高温,また真空から超高圧までの,あらゆる外場条件が存在する.氷はこの多様な条件に対応して,自由な陽子の急速な拡散を始めとする多様な性質を示すことが理論的に予想されているが,その実験的立証はいまだに行われ ていない.このような実験を行うためには,従来の高圧実験技術を活用しつつも,さらに新しい手法をその上に作りあげる必要があった.筆者がそのために開発してきたダイヤモンドアンビルセルNMR の手法と成果を解説し,また将来への展望を述べる.
著者
大和 勝幸 石崎 公庸 河内 孝之
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.23-29, 2009-03-31

ゼニゴケは,陸上植物の進化を考える上では基部陸上植物の1つとして鍵となる存在である.近年,形質転換法やゲノム情報などの分子生物学的ツールが整備され,実験生物として注目されはじめている.新たなモデル植物としてのゼニゴケの特性を紹介しつつ,その基本的な扱いについて紹介する.
著者
小池 裕幸
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.431-447, 2009-03-31

分光測定は,今や生化学,分子生物学では欠かすことのできない基本測定法である.さらに,光合成の分野では光誘起の微少スペクトル変化の測定も,分光光度計を使ってなされる.本項ではこの分光測定の基礎と,その装置の仕組みを解説する.
著者
樋本 和大 松本 正和 田中 秀樹
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.71, pp.131-140, 2013-03-31

計算機シミュレーションにより氷VIIと液体状態の水に挟まれた温度・圧力領域での存在が予測されている水のプラスチック相(プラスチック氷)について, 現在までに明らかとなった構造や水素結合連結性の特徴およびダイナミクスを紹介する. 特に, プラスチック氷の存在を最初に取り上げた論文について, その発見に至る経緯と同定の根拠, およびプラスチック氷の性質を概観し, その後の進展について触れる.
著者
山本 鎔子
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.70, pp.1-8, 2012

雪が着色する現象は世界の山岳地帯や極地でしばしば観察されている. 最も普通にみられるのは赤雪でその多くはChlamydomonas のような単細胞性の緑藻が原因である. しかし本報告の尾瀬においては4月から5月かけての融雪期にみられる大規模な雪の赤褐色化は, 直径約10μm の球もしくは楕円状の赤褐色粒子によるものである. 赤褐色の原因は単細胞性の緑藻Hemitoma 胞子の被殻に多量に含まれる酸化鉄が原因である.Spring red snow phenomenon is frequently observed in alpine and polar environments with extremely low temperature, high light intensity, and low nutrient levels around the world. The red snow phenomenon is mostly caused by the green algae such as Chlamydomons and Chloromonas, and its reddish color is derived from carotenoids in the algae's vacuoles. However, we have recently found that the red snow in Oze National Park in Japan is caused by the green algae, Hemitoma, and its reddish color is caused by Fe-oxide accumulating at the surface of spores in the alga. Therefore, the cause of the red snow is divergent. In this review, we overview recent knowledge of the algae-dependent red snow.
著者
深澤 倫子
出版者
北海道大学
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.64, pp.89-94, 2006-03-22

氷や雪のもつ "滑りやすさ" は,スキーやスケート等のウインタースポーツには欠かせない性質である.この "滑りやすさ" の原因は,氷表面に存在する液体状の層(擬似液体層)にあると考えられている.氷結晶は,その表面に擬似液体層を持つことにより,成層圏におけるオゾン破壊や雷雲の帯電等,様々な自然現象を引き起こす.本稿では,最近の分子動力学計算による研究を中心に,氷表面の構造とダイナミクスについて解説する.
著者
深澤 裕
出版者
北海道大学
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.64, pp.167-172, 2006-03-22

高圧下の氷は温度を下げると Ice VIII と呼ばれる水素秩序構造に変化する.中性子回折の研究から,Ice VIII の全ての水素原子は秩序化した配置を有することが分かっている.それでは,大気圧下に存在する通常の氷(Ice Ih)の場合,低温では何が起きるのであろうか? ここで,Ice XIと呼ばれる水素秩序構造が,長い時間を経て出現する可能性について考察する.果たして,水素原子の配置が完全に秩序化したIce XI は存在するのであろうか?
著者
大村 纂
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.72, pp.311-317, 2014

The cause for the global temperature change of the last one hundred years is investigated in light of the earth's energy balance. The material used for the present paper is mostly observed at the earth's surface or from the space. While the enhanced greenhouse effect steadily increased,the aerosol effect fluctuated as a result of the decadal variation in aerosol emission. A cooling period witnessed for 30 years in the middle of the 20th Century is considered to have been caused by aerosol effect that surpassed the enhanced greenhouse effect. This cooling episode coincided with the period of declining surface global solar radiation,which was subsequently coined as the Global Dimming. The Mie-scattering theory can however explain only half of the decrease. The remaining half is considered due to the increase in cloud, which has been confirmed by the observations at the surface and from the space. Thus the ongoing climate warming is caused by a delicate imbalance between the increasing rates of greenhouse gases and of aerosol. The turning point of the total radiation from the negative to the positive phases is estimated to have happened sometime in the 1970s, which corresponds to the end of the cooling period and the beginning of the unprecedented warming. In the near future it is possible that the temperature trend may turn negative, if the aerosol effect overtakes the greenhouse effect. The currently observed slowing down of the warming after 2005 may well be the result of the increasing aerosol.二十世紀初頭以来の百余年間は人為的温室効果による温暖化の時代と言われる. たしかに1900年以来全球平均でほぼ1℃昇温した. しかし, 温度変化を注意して見ると単調増加ではない. 1910年から30年間昇温した後, 1940年から1970年までの30年間昇温が停まっただけでなく, 0.1℃強寒冷化した. その後再び昇温に転じ1970年からの40年間だけで0.9℃温暖化した. これは全球平均の話で, この通りの変化を示した地域はないが, 二十世紀初期の温暖化と, それに続く寒冷化そして最近の顕著な温暖化という三相変化は位相をわずかに異にしてほぼ全球で見られる. 従って, 二十世紀中葉に現れた寒冷化は全球的現象であった. この30年にわたる全球規模での温暖化トレンドからの逸出はENSOやその他多く知られている振動現象では説明できない. この寒冷化の原因が分からなければ二十世紀全般にわたる温度変化の原因も正確には理解できないことになり, 又将来の予測もおぼつかないことになる. したがって, 本論文では, 二相の温暖化に挟まれた寒冷化の原因を極める. そのために, 本論文では甚だ基礎的になるが気候システムにおける温度生成過程を熱力学第一法則に基づいて考える. 地球表面の温度生成における放射の占める役割を認識し, 二十世紀初頭以来観測された全天太陽放射, 直達放射と大気の透過度を分析する. 全天太陽放射の経年変化から二十世紀初頭から1950年にかけての第一次グローバル・ブライトニング(全天太陽放射の増加期),1950年代から80年代にかけてのグローバル・デイミング(全天太陽放射の減少期), 更に80年代から2005年にかけての第二次グローバル・ブライトニングの3時代が認識される. その間に観測されたデイミングとブライトニング間の大気の透過度の変化は0.05であった. この透過度の変化に相当するエアロゾルの直接効果(ミー散乱)だけでは全天放射の変動量の約50%しか再現できないことが判り, 残りの50%はエアロゾルの間接効果,即ち雲の経年変化に帰着される. エアロゾルによる光学行程と雲量の相関はきわめて高く, この時期のエアロゾル間接効果と思われる雲の変動は全雲量で4%, 日照時間では日に0.4時間に相当する. この雲量の変動は地上と衛星から観測された結果である. グローバル・デイミングの続いていた期間は全天太陽放射の減少率が長波放射の増加率を上回り全放射率が減少していたことが判明し, これが気温低下を引き起こしたと考えられる. 続く1980年代からの第二次グローバル・ブライトニング期では増加に転じた全天太陽放射と既に増加傾向にあった長波放射が相まって全放射の増加率は6.6Wm-2/decadeとなり, 年間0.035℃となる観測時代最大の気温上昇率をもたらす結果となる. このように現在進行中の温暖化は温室効果ガスの増加率とエアロゾルの増加率のバランスの微妙な崩れの結果であり, 近い将来においてもエアロゾルの増加率がある程度大きくなり温室効果の上昇率を越すことが生じれば, 寒冷化が起こりえる. 現に2000年代に入ってから温暖化が鈍っているのは, 決して温室効果が減少したためではなく, エアロゾルの効果が増加している結果である可能性が高い.

1 0 0 0 OA 光合成細菌

著者
嶋田 敬三
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.3-7, 2009-03-31

酸素非発生型光合成機能を持つ細菌は絶対好気性のものを含め200種ほどが記載され,主に菌株保存機関から入手できる.培地,培養法は種や目的によりさまざまであるが,よく用いられる条件について注意点を記した.
著者
中路 達郎
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.497-506, 2009-03-31

本節では,植物葉を対象とした分光特性研究の基礎的な知見と,野外における基本的な計測手法について解説し,葉内色素や光合成活性と関連した研究で用いられる評価指標(分光植生指標)について紹介する.
著者
石塚 量見 池内 昌彦
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.355-358, 2009-03-31

フィコビリンはシアノバクテリアや灰色藻,紅藻,クリプト藻などの真核藻類における主要な光合成の集光色素であり,タンパク質と共有結合している.本項では光合成色素としてのフィコビリンの性質,分析・単離法およびフィコビリタンパク質について述べる.
著者
横山 亜希子 滝 玲加 大鐘 由加子
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.70, pp.67-73, 2012

尾瀬ヶ原にて5月の融雪時に雪の表面が赤褐色化する現象を地元の人はアカシボと呼んでいる. 尾瀬ヶ原は泥炭質で, 鉄はフミン質などと錯体を形成し, 地下水に溶存態鉄として豊富に含まれている. この溶存態鉄が酸化され懸濁態鉄になる過程がアカシボ現象に作用していると考えられる. このアカシボ現象を鉄・マンガン酸化細菌の面から解明することを目的とした. 室内実験にて, 鉄酸化細菌を20℃, 4℃, 0℃で培養し, 溶存態鉄の減少に伴い懸濁態鉄の増加, 溶存性有機物減少, 細菌数増加の経日変化がみられた. このことから雪や融雪中の低温環境においても鉄酸化細菌は強い酸化力をみせ, アカシボ現象の要因の一つであることが考えられた.Akashibo is a name people in the area use to describe a phenomenon by which the surface of snow acquires a reddish-brown-black color in the snowmelt in May of every year. People in the area call it Akashibo. Dissolved iron is richly contained in the groundwater of Ozegahara. Our objective was to explain this Akashibophenomenon by the contribution of the iron and manganese oxidation bacteria. From our laboratory experiments, iron oxdation bacteria were cultivated at 20 ℃, 4 ℃, and 0 ℃. As a result, the particulate iron and bacteria increased and the dissolved iron decreased with the decrease of the dissolved organic carbon. The Akashibo phenomenon is regarded as dependent on the involvement of the bacteria by which iron oxidation is actively carried out even at low temperatures.
著者
及川 真平
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.67, pp.103-112, 2009-03-31

群落の構造(器官のサイズや位置)は群落内の環境(特に光強度)に強い影響を及ぼし,よって群落の生産を規定している.一方で,群落の構造は生産の影響を受ける.本稿では,こうした植物群落の構造と群落内部の光環境の関係を解析する手法を概説する.
著者
竹内 望
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
no.70, pp.165-172, 2012-03-31

クリオコナイトとは, 氷河の雪氷中に含まれる暗色の物質である. 主に大気由来の鉱物粒子と雪氷上で繁殖する微生物, その他の有機物で構成され, これらは糸状のシアノバクテリアが絡まりあってクリオコナイト粒という粒状の構造体を形成している. クリオコナイトは氷河表面のアルベドを低下させ, 氷河の融解を促進する効果をもつ. クリオコナイトは世界各地の氷河にみられる物質である一方, その量や特性, 構成する微生物は氷河によって異なる. 近年グリーンランドや一部の山岳氷河で, 裸氷域のアルベドが低下していることが報告され, その原因としてクリオコナイトの量の増加があげられている. このような変化は, 現在の地球規模の気候変動が, 氷河生態系にも大きな影響を与えていることを示唆している.
著者
早坂 忠裕
出版者
北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
雑誌
低温科学 (ISSN:18807593)
巻号頁・発行日
vol.72, pp.145-150, 2014-03-31

雲の放射特性の基本的な要素について概要を解説する. 雲微物理特性と放射特性を結びつけるものは, 水や氷の複素屈折率と雲粒の粒径分布である. 水も氷も可視域においては光をほとんど吸収しない. その結果, 短波放射は, 雲が厚くなっても透過する. 一方, 赤外域においては吸収が強く, 雲水(氷)量が増加すると雲は黒体に近い振る舞いをする. これらの違いが温室効果あるいは日傘効果を卓越させる. 地球上の雲は,温室効果と日傘効果を合わせた結果として地表面を冷却するが, 大気による短波放射の吸収には,それほど寄与しない. また, 雲の形成・維持・消滅過程においては, 特に雲頂における長波放射の射出による冷却が重要である.