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氷の押し寄せ（ファストアイス、アイスサージ、アイスプッシュ、アイスヒーブ、海岸線アイスパイルアップ、アイスパイル、アイススラスト、アイスツナミ[ 1 ] 、アイスライドアップ、またはイヌピアット語でivuとも呼ばれる）は、海や大きな湖から海岸に向かって押し寄せる氷のサージです。[ 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寄せられ、 最大12メートル（40フィート）の高さの氷の山ができます。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現象の形成と頻度に影響を与えます。地球温暖化により、氷の移動を促進する開水域が増加します。低気圧は氷床を不安定にし、海岸に向かって押し寄せます。[ 1 ]「定着氷」とも呼ばれるこの氷塊は、堆積物の動態を含む沿岸海氷システムの重要な構成要素です。北極圏の人々は、移動や狩猟にこれらの氷塊を利用します。ホッキョクグマの重要な獲物であるワモンアザラシは、漂流する氷塊の中で海洋哺乳類が通常使用する開口部がない氷塊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塊を利用することに特化して適応していること、ホッキョクグマが狩猟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自の用語を持っているという事実だけでも、氷塊が北極圏で定期的かつ継続的な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、水がこれらの張力亀裂に浸透して凍結します。気温が上がると、氷床は膨張します。この一連の出来事は、氷床全体がかなり膨張するまで周期的に繰り返されます。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す可能性があります。[ 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離れたところまで引っ張り、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 ( 5 時間以上で約 1 °C/時) で上昇すると、氷床は陸地に膨張します。[ 3 ]氷自体の物理的構成も重要です。水に浸かった雪から形成された氷、いわゆる白氷は、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、氷の熱膨張の過程を妨げます。氷の熱膨張、ひいては氷の押し出しを促進する条件が整うためには、氷が温度変化に敏感である必要があり、黒氷は氷の押し出しの形成により適しています。[ 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 ]すると氷床と海岸線の間に水が存在し、風が氷床に作用すると氷床の移動が促進されます。開いた水路は氷床への抵抗力を軽減し、氷の押し寄せ現象が発生する可能性を高めます。[ 1 ]風の方向が最終的に氷の押し寄せの動きを決定します。氷の移動の原動力としての風の有効性は、水域の大きさや形状、風の強さなど、多くの要因に依存します。大きく開けた水域は、小さく遮られた水域に比べて、風が作用する表面積が大きくなります。持続的な高速の風は、ゆっくりとした突風よりも大きな力を加えるため、氷床を海岸に押し寄せるのに最適です。[ 3 ]
水位の低下は、すでに海岸線を越えた氷と、すぐ沖合に浮かぶ氷との間に曲げ力を発生させます。この曲げ力によって氷に亀裂が生じ、そこから水が浸入して凍結します。水位が再び上昇すると、氷は圧縮力を受け、その結果、陸地に押し上げられます。このメカニズムは、上述の熱膨張プロセスに匹敵します。 [ 3 ]
北極圏のコミュニティは氷の押し寄せの影響を受ける可能性があります。氷の押し寄せは、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岸でよく発生します。[ 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、崩壊が早くなり始めています。開水日が増えると、これらの地域で氷の押し寄せのような破壊的な沿岸現象が発生する可能性が高まります。氷の押し寄せを「氷の津波」と表現する人もいますが、[ 6 ]この現象は氷山のように機能します。[ 7 ]目撃者は、押し寄せの音を列車や雷のようだと表現しています。[ 2 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 6 ]氷の押し寄せは、水域の近くにある建物や植物に被害を与える可能性があります。[ 2 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
前述のように、氷の押し出し現象は、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、または流氷と合体することによって成長します。北極では、極横断流とボーフォート海流が主に海氷輸送を担っています。ボーフォート海流では、表面氷の輸送は西向きにアラスカ沿岸に向かっており、定着氷の成長の原動力となっています。[ 11 ]過去数十年間、北極の氷被覆の減少が観測されています。[ 12 ] [ 13 ]定着氷の形成が遅くなり、後退が早くなるため、開水日が増えます。開水は風のフェッチを長くし、その結果、沿岸域付近でよりエネルギーの高い波が発生し、定着氷の侵食が増加します。[ 13 ] [ 14 ]海氷の減少は、直接的に表面アルベドの低下、ひいては北極の気温上昇につながります。[ 1 ] [ 14 ]これらの気候変動に関連するプロセスは、氷の押し寄せ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になる晩秋または早春によく発生します。[ 1 ]アラスカ州エスペンバーグ岬で2016年に発生した氷の押し出しイベントに見られるように、真冬にも発生することがあります。[ 1 ]強い低気圧域が氷の押し出しに好ましい条件をもたらしました。北極で夏に氷がない場合でも氷の押し出しが発生する可能性があり、研究によると、2050年には時折発生する可能性があるとされています。[ 15 ]将来的に二酸化炭素排出量が削減されない場合、北極の冬に氷がないことも考えられており、[ 15 ]そ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。しかし、これらの時間的変化と氷の押し出しへの影響については、まだ議論の余地があります。これは、氷がない状態の場所と時期に大きく依存します。
北極海の海氷減少は、淡水と温度異常による大西洋子午面循環（AMOC）の減速とも関連している。 [ 16 ]海洋と大気の複雑な相互作用により、これは中緯度での嵐の活動の増加につながる可能性がある。
氷の押し寄せは極地緯度に限ったことではなく、中緯度でも発生します。[ 17 ]これらは、米国中西部北部とカナダ中部の、風が強く風の吹き付ける時期に、中規模から大規模の湖に影響を与えることがよくあります。[ 18 ]