氷押し

氷の押し寄せ（定着氷、氷の波、 氷の押し上げ、 氷の隆起、 海岸線の氷の堆積、氷の堆積、氷の衝上、氷の津波、^[1] 氷の乗り上げ、またはイヌピアット語でivuとも呼ばれる）は、海洋または大きな湖から海岸への氷の波です。^[2] 氷の押し寄せは、海流、強風、または温度差によって氷が海岸に押し上げられることによって引き起こされ、^[3] 最大12メートル（40フィート）の高さの山を作ります。氷の押し寄せは、温度変動、風の作用、または水位の変化によって引き起こされる可能性があり^[3]、北極沿岸のコミュニティに壊滅的な被害をもたらす可能性があります。周期的な気候変動も氷の押し寄せの発生と頻度に影響を与えます。地球温度の上昇により、氷の移動を容易にするために開水域が増えます。低気圧は氷床を不安定にし、海岸に向かって押します。^[1]「定着氷」とも呼ばれるこの氷は、堆積物のダイナミクスを含む沿岸海氷システムの不可欠な要素です。北極圏の人々は、この氷の押し出しを利用して移動や狩りをします。ホッキョクグマの重要な獲物であるワモンアザラシは、流氷の中で海洋哺乳類が通常使用するのと同じ開口部がない氷の押し出しに呼吸用の穴を維持するように特別に適応しています。ワモンアザラシが呼吸用の穴として氷の押し出しを利用するのに独自に適応していること、ホッキョクグマが狩りのためにこの行動に適応していること、そしてイヌピアット族がこの現象に独特の用語を持っているという事実は、氷の押し出しが北極圏で定期的に継続的に起こる現象であることを示しています。^[4]

気温が下がると、氷は収縮して応力亀裂を形成します。その後、水がこの張力亀裂に染み込んで凍結します。気温が上昇すると、氷床は拡大します。この一連のイベントは、氷床全体がかなり拡大するまで周期的に発生します。この氷床が海岸線に接している場合、陸地にかなりの力を及ぼし、海岸の物質の移動を引き起こします。^[3]気温の変動が十分に激しい場合、氷床の収縮は海岸から十分に引き離され、水路を形成します。たとえば、0 °C から -20 °C に下がると、1.5 km の氷床の体積が 11% 減少します。^[3]この水路はその後凍結します。気温が十分な速度で上昇すると (5 時間以上にわたって約 1 °C/時間)、氷床は陸地に拡大します。^[3]氷自体の物理的構成も重要です。水に浸した雪から形成された氷はホワイトアイスと呼ばれ、他の形態の氷よりもアルベドが高く、熱伝導率が低いため、熱による氷の膨張の過程を妨げます。氷の熱膨張を促進し、ひいては氷の塊を形成するには、氷が温度変化の影響を受けやすく、ブラックアイスの方が氷の塊の形成に適している必要があります。^[3]

陸地は氷よりも早く温まり、隣接する氷に熱を伝えるため、気温が上昇すると海岸に最も近い氷が最初に溶けます。^[3]そして、氷床と海岸線の間に水が存在するため、風が作用すると氷床の動きが促進されます。水路が開いていると、氷床にかかる抵抗力が減り、氷の押し出しが発生する可能性が高くなります。 ^[1]風の方向が最終的に氷の押し出しの動きを方向付けます。氷の移動の推進力としての風の有効性は、水域のサイズと形状、風の強さなど、さまざまな要因に依存します。大きく広く開いた水域は、小さく保護された水域と比較して、風が作用する表面積が大きくなります。持続的で高速の風は、遅い突風よりも大きな力をかけるため、氷床を岸に押し出すのに最適です。^[3]

水位が下がると、すでに海岸を突破した氷と沖合に浮かぶ氷の間に曲げ力が生じます。この曲げ力によって氷に亀裂が生じ、そこから水が浸み込んで凍ります。水位が再び上昇すると、氷は圧縮力を受け、その後陸地に押し上げられます。このメカニズムは、上記の熱膨張プロセスに似ています。^[3]

北極圏のコミュニティは氷の押し流しの影響を受ける可能性があります。氷の押し流しはアラスカ州ウェインライトやアラスカ州バローを含むチュクチ海沿いでよく発生します。^[5]研究によると、チュクチ海とボーフォート海では定着氷の形成が遅くなり、崩壊が早くなっています。開水日が増えると、これらの地域で氷の押し流しのような破壊的な沿岸現象が発生する可能性が高くなります。これを「氷津波」と呼ぶ人もいますが、 ^[6]この現象は氷山のように機能します。^[7]目撃者は、押し流しの音を電車や雷の音に似ていると説明しています。^{[2] [8] [9] [6]}氷の押し流しは、水域の近くにある建物や植物に損害を与える可能性があります。^{[2] [6] [8] [9] [10]}

上で述べたように、流氷現象は海岸に固定されている定着氷の変形によって発生します。定着氷は局所的に成長するか、流氷と融合して成長します。北極では、トランスポーラ・ドリフトストリームとボーフォート環流が主に海氷輸送の原因となっています。ボーフォート環流では、表面氷の輸送はアラスカ海岸に向かって西に向けられており、定着氷の成長の原動力となっています。^[11]過去数十年で、北極の氷の覆いの減少が観測されています。^{[12] [13]}定着氷は形成が遅くなり、撤退が早くなるため、開水域の日が増えます。開水域では風の吹く距離が長くなり、沿岸域の近くでより活発な波が発生し、定着氷の浸食が増加します。^{[13] [14]}海氷の減少は直接的に表面アルベドの低下につながり、北極の気温が上昇します。^{[1] [14]}これらの気候変動に関連するプロセスは、流氷現象の発生頻度の増加につながる可能性があります。

氷の押し出しは、気温が高く氷が比較的不安定な晩秋または早春によく発生します。 [1 ^{]また、2016年に}アラスカ州ケープエスペンバーグで発生した氷の押し出し現象が示すように、真冬に発生することもあります。^[1]強い低気圧により、氷の押し出しに好ましい条件が整いました。北極で夏に氷が張らない場合でも、氷の押し出しは発生する可能性があり、研究では、2050年には時折発生する可能性があると示唆されています。^{[15]将来的に}二酸化炭素排出量が削減されない場合は、北極の冬に氷が張らない可能性もあると示唆されており、^[15]それらの年には北極の氷の押し出しの発生が減少する可能性があります。ただし、これらの時間的変化とそれが氷の押し出しに与える影響については、まだ議論の余地があります。これは、氷が張らない状態の場所と時期に大きく依存します。

氷の押し出しは両極の緯度だけに限らず、中高緯度でも発生する。極渦と関係することが多い長期の寒波によって、広い水域で局所的に氷が成長し、その後急激な温暖化と強風が発生すると、北極地域と同様に氷の押し出しが発生することがある。北極の海氷減少は、淡水と気温の異常による大西洋南北循環（AMOC）の減速とも関連している。 ^[16]複雑な海洋と大気の相互作用により、中緯度での嵐の活動が活発になる可能性がある。この変化は、中緯度での氷の押し出し現象の発生にさらに有利な条件をもたらす可能性があるが、このテーマについてはまだ研究が行われていない。

• アイスジャッキング – 凍結した水によって引き起こされる構造的損傷
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• 氷津波