Antarctic landfast sea ice (fast ice) is stationary sea ice that is attached to the coast and grounded icebergs. Fast ice forms in narrow (generally up to 200 km wide) bands, and ranges in thickness from centimeters to tens of meters. In most regions, it forms in autumn, persists through the winter and melts in spring/summer, but can remain throughout the summer in particular locations, becoming multi-year ice. Despite its relatively limited extent (comprising between about 4% and 13% of overall sea ice), its presence, variability and seasonality are drivers of a wide range of physical, biological and biogeochemical processes, with both local and far-ranging ramifications for the Earth system. Antarctic fast ice has, until quite recently, been overlooked in studies, likely due to insufficient knowledge of its distribution, leading to its reputation as a “missing piece of the Antarctic puzzle.” This shortcoming in our knowledge comes as fast ice extent crashes to unprecedented low values throughout the summers of 2022 and 2023. In this seminar, I give synthesis of current knowledge of the physical, biogeochemical and biological aspects of fast ice. I also present the potential state of Antarctic fast ice at the end of the 21st Century, underpinned by Coupled Model Intercomparison Project model projections. I will conclude with recommendations for targeted future work to increase our understanding of this critically-important element of the global cryosphere.

海洋貧酸素化とは地球温暖化に伴って溶存酸素（O2）が減少する現象である．過去の全球海洋貧酸素化を， CMIPモデルが観測に比べて過小評価していることが問題視されている（Oschlies et al. 2018, Grégoire et al. 2021）一方，Kwiatkowski et al. (2020) はCMIPモデル平均が観測の推定値の範囲内であると述べている．本研究はCMIPモデルと観測データとの関係をより深く理解するために，観測データが豊富で強いO2減少を示す北太平洋に着目しCMIPモデルと観測との比較を行う．特に，モデルの不確実性を評価するのに有効であるラージアンサンブル（LE）（Maher et al. 2021）を用いている．これまでO2に関するLEの研究は単一モデルを用いた研究があるのみで (Long et al. 2016) ，本研究は複数モデルのLEを用いて海洋貧酸素化を研究する初めての論文（Abe and Minobe 2023）である．LEを用いることで，過去半世紀の北太平洋におけるO2インベントリトレンドのモデルアンサンブル間の不確実性にはモデル依存の不確実性よりも自然変動による影響が大きいことが明らかになった．またモデル平均の減少トレンドは観測のトレンドの三分の一程度である一方で，観測よりも減少トレンドが大きいモデルアンサンブルも複数存在する．しかしモデルではO2の気候値が観測よりも大きいことから，背景場の再現性には疑問が残る．さらに，O2の減少は北太平洋で一様に起こっているわけではなく，北太平洋全体のO2インベントリの減少に対して亜寒帯，オホーツク海，ベーリング海でのO2減少が大きく寄与しており，モデル，観測ともに共通した空間パターンの特徴である．これらの領域におけるO2減少の要因は水温上昇といった物理要因だと示唆されるものの，昇温トレンドに対するO2減少トレンドの割合は観測とモデルとで一致せず，モデルはこの割合を過小評価している．以上のことからCMIPモデルにおける北太平洋の海洋貧酸素化は全体としては観測よりも弱く，またモデルにおけるO2変化の理由は気候値との関係および水温変化との関係において，観測とは異なることが明らかになった．