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During spring 2014, we drilled an ice core on the northwestern Greenland Ice Sheet, recovering a core of total length 225m. We also conducted stratigraphic observations, measurements of the density of the ice core, near-infrared photography of the ice core, preparation of liquid samples for chemical analysis, and measurements of borehole temperature. The pore close-off depth was 60m, and the temperature in the borehole was −25.6°C at a depth of 10m. In addition, we conducted snow-pit observations, ice-velocity and surface-elevation measurements using the global positioning system (GPS), meteorological observations, and installation of an automated weather station (AWS).

この博士論文全文の閲覧方法については、以下のサイトをご参照ください。, https://www.lib.hokudai.ac.jp/dissertations/copy-guides/, (主査) 准教授 飯塚 芳徳, 教授 渡辺 力, 教授 杉山 慎, 教授 本山 秀明 （国立極地研究所共同研究推進系）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 教授 杉山 慎, 教授 Ralf Greve, 教授 渡辺 力, 助教 箕輪 昌紘, 教授 藤田 耕史 （名古屋大学大学院環境学研究科）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 教授 杉山 慎, 教授 Ralf Greve, 准教授 飯塚 芳徳, 准教授 青木 茂, 教授 古屋 正人 （大学院理学研究院）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

This thesis studies changes of calving glacier under a infuluence of non-climatic forcings. To investigate the long-/short term changes of Glaciar Pío XI, I measured ice-front position, surface elevation, and ice velocity during a period of 2000–2021 by utilizing satellite remote sensing techniques. The focus of the study was relationships between galcier variation and sediment deposition infront of the glacier terminus and lake level drop event, which both were identified by this study. Most of the ice-fronts showed advancing trends over the study period. The greatest advance (1,400 m from 2000 to 2018) was observed at the southern terminus. The northern terminus and some of the subsidiary ice-fronts advanced by several hundred meters during the same period. Glacier-surface elevation increased at a rate increasing from 1.14 ± 0.03 m a−1 in 2000–2007 to 2.69 ± 0.04 m a−1 in 2007–2017/18. If we assume this elevation change is totally due to ice thickness change, the mass gain is equivalent to 4% of the mass loss in the SPI from 2000 to 2015/16. Our data demonstrated that Glaciar Pío XI is one of the most rapidly thickening glaciers in the world. Satellite images indicated sediment deposition and formation of a mound in front of the southern terminus, the mound covered ~80% of the width of the ice-front in October 2018. Satellite data showed rapid drainage of the lake from April to July 2020, resulting in decrease in the lake area by 14.5 ± 0.02 km2 and drop in the water level by 18.3 ± 1.2 m. Water volume released from the lake was 3.7 ± 0.2 km3 (3.7 ± 0.2 Gt), which is one of the greatest among ever reported glacial lake outburst events. Satellite images and DEMs indicated that the outburst was triggered by the collapse of a bump near the lake outlet and subsequent change in the flow path of the outlet stream. The event affected the gravity field, which was observable by the GRACE mascon solution. After the drainage event, characteristics changes are observed at the northern terminus of Glaciar Pío XI. First, the terminus showed rapid retreat (−300 m) and thinning after the drainage event. Glacier velocity of the northern terminus dropped by 60% after the drainage event within 2weeks since the onset, subsequent slow-down was resulted in 92% reduction in the velocity than the velocity before the drainage event. Further, the seasonal change in velocity of the terminus observed before the event was not confirmed form the timeseries of the velocity. Furthermore, the spatial distribution of glacier indicated changes in the primary flow direction from towards the northern terminus to towards the southern terminus. This study revelaed i) recent changes in ice-front position, surface elevaiton, and ice speed of Glaciar Pío XI, ii) sediment deposition in front of a glacier terminus have strong influece to the variation of the glacier, and iii) change in lake level have a strong influence to changes in ice-front position, surface elevation, and ice velocity. Thus, results of this study present a case study which variation of a calving glacier is strongly affected non-climatic forcing, and emphasize that non-climatic forcings shoud be considered for the future projection of calving glaicer., (主査) 教授 杉山 慎, 教授 Ralf Greve, 教授 渡辺 力, 助教 箕輪 昌紘, 教授 藤田 耕史 （名古屋大学大学院環境学研究科）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 教授 渡邉 悌二, 教授 杉山 慎, 准教授 白岩 孝行, 准教授 早川 裕一, 教授 金子 正美（酪農学園大学農食環境学群）, 環境科学院（環境起学専攻）

この博士論文全文の閲覧方法については、以下のサイトをご参照ください。, https://www.lib.hokudai.ac.jp/dissertations/copy-guides/, (主査) 教授 渡邉 悌二, 教授 杉山 慎, 准教授 白岩 孝行, 准教授 早川 裕一, 教授 金子 正美（酪農学園大学農食環境学群）, 環境科学院（環境起学専攻）

(主査) 教授 渡邉 悌二, 教授 杉山 慎, 准教授 白岩 孝行, 准教授 早川 裕一, 教授 金子 正美（酪農学園大学農食環境学群）, 環境科学院（環境起学専攻）

Unlike in most other regions, Karakoram glaciers are either stable or advancing, a phenomenon known as the Karakoram anomaly. Despite studies of glacier surges and the derivation of surface velocity maps, the spatio-temporal variability of glacier dynamics still remains poorly understood, particularly in the Eastern Karakoram Range. We use Advanced Land Observing Satellite/The Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (ALOS/PALSAR)-1/2 data from 2007–2011 and 2014–2015 to examine detailed surface velocity patterns of the Siachen, Baltoro, Kundos, Singkhu, and Gasherbrum glaciers. The first three glaciers show considerable velocity variability (20–350 m a-1), with clear seasonal patterns. Although all glaciers, except for Baltoro, flow slowest in 2015, the velocity structures are individual and vary in space and time. In Gasherbrum Glacier, peak surge-phase velocities are seasonally modulated, with maxima in summers 2006 and 2007, suggesting surface melt plays an important role in maintaining the active phase. Given the relatively close proximity of these glaciers we assume that surface melt timing and rates are comparable. We therefore argue that the observed spatio-temporal and inter-annual velocity patterns are determined by local and internal mechanisms, including englacial and subglacial hydrology, thermal processes and tributary configuration of each individual glacier., (主査) 教授 古屋 正人, 教授 日置 幸介, 准教授 高田 陽一郎, 教授 杉山 慎 （低温科学研究所）, 理学院（自然史科学専攻）

(主査) 教授 古屋 正人, 教授 日置 幸介, 准教授 高田 陽一郎, 教授 杉山 慎 （低温科学研究所）, 理学院（自然史科学専攻）

(主査) 准教授 青木 茂, 教授 大島 慶一郎, 教授 江淵 直人, 教授 杉山 慎, 教授 羽角 博康 （東京大学大気海洋研究所）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

この博士論文全文の閲覧方法については、以下のサイトをご参照ください。, https://www.lib.hokudai.ac.jp/dissertations/copy-guides/, (主査) 准教授 青木 茂, 教授 大島 慶一郎, 教授 江淵 直人, 教授 杉山 慎, 教授 羽角 博康 （東京大学大気海洋研究所）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 准教授 青木 茂, 教授 大島 慶一郎, 教授 江淵 直人, 教授 杉山 慎, 教授 羽角 博康 （東京大学大気海洋研究所）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 教授 古屋 正人, 教授 日置 幸介, 准教授 高田 陽一郎, 准教授 杉山 慎（低温科学研究所）, 理学院（自然史科学専攻）

(主査) 准教授 杉山 慎, 教授 Ralf Greve, 教授 渡辺 力, 准教授 青木 茂, 教授 西村 浩一（名古屋大学大学院環境学研究科）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 准教授 杉山 慎, 教授 Ralf Greve, 教授 渡辺 力, 准教授 青木 茂, 教授 西村 浩一（名古屋大学大学院環境学研究科）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

Surge-type glaciers repeatedly oscillate between a short active phase characterized by order-of-magnitude speed-up and a long quiescent phase. During the active phase, a significantlylarge volume of ice is transporteddownstream, causing surface elevation changes and terminus advance, as well as forming heavily-damaged crevasses and looped moraines. On the other hands, in the quiescent phase, they flows lowly or become stagnant in the downstream area, leading to ice thickeningin the reservoir area. The imbalanced flow results in retreat and thinning in the receiving area. Surge-type glaciers are distributed in specific areas, and one of highly concentrated zones is near the border of Alaska and Yukon, Canada. In this area, glacier surge often initiates in winter, but the triggering mechanism remains unclear. An extensive ground-based observation on the 1982-83 Variegated Glacier’s surge has brought a fundamental idea of surge generation mechanism. However, there remainsa question as to how basal water pressure increase and subsequent speed-up can be maintained without further input of meltwater from the surface. Moreover, it remains uncertain what controls the surge cycle, and generates the pre-condition before surging. To answer these questions, we used multi-satellite images to reveal dynamics of surge-type glaciers in Yukon, Canada. The detailed spatial and temporal changes in ice speed cantell us new insight into behaviors of surge-type glaciers during both quiescent and active phases. Surface elevation change data can show the place where surge initiates and how the surge front propagates downstream. Spatial patterns of looped moraines can reveal how the tributaries affects the trunk before and during surge.This thesis includes the following four topics; 1) Winter speed-up of quiescent surge-type glaciers in Yukon, Canada;2) Basal condition in winter using numerical glacier hydrological model;3) Twelve-year cyclic surging episodes at Donjek Glacier in Yukon, Canada;4) Surge dynamics ofSteele Glacier in Yukon, Canada, revealed by multi-satellite images. All these results have significant implications for better understanding the dynamics of not only surge-type glaciers but also glaciers and ice sheets in general., (主査) 教授 古屋 正人, 教授 日置 幸介, 准教授 高田 陽一郎, 准教授 杉山 慎（低温科学研究所）, 理学院（自然史科学専攻）

(主査) 准教授 杉山 慎, 教授 グレーベ ラルフ, 教授 渡辺 力, 准教授 深町 康, 教授 古屋 正人 （大学院理学研究院）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 准教授 杉山 慎, 教授 グレーベ ラルフ, 教授 渡辺 力, 准教授 深町 康, 教授 古屋 正人 （大学院理学研究院）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 教授 古屋 正人, 教授 日置 幸介, 教授 村上 亮, 准教授 杉山 慎 （低温科学研究所）, 理学院（自然史科学専攻）

(主査) 教授 古屋 正人, 教授 日置 幸介, 教授 村上 亮, 准教授 杉山 慎 （低温科学研究所）, 理学院（自然史科学専攻）

南極氷床は、内陸の氷と比較して流動速度が大きい「溢流氷河」の末端から多くの氷を海洋に排出している。近年の人工衛星を用いた観測技術の進歩に伴い、南極氷床に存在する溢流氷河の変動を、広範囲かつ高時間分解能で観測することが可能になった。これらにより、南極のいくつかの溢流氷河において、その流動速度や表面標高が数年の時間スケールで急激に変化していることが明らかになった。しかし、この近年の著しい流動変化のメカニズムや原因は未だ解明されていない。これらを明らかにすべく、西南極の溢流氷河においては、人工衛星観測や現地観測による研究が行われている。これに対して、東南極沿岸部の氷床変動については、人工衛星観測による広域的な研究が行われているものの、詳細な研究観測はあまり行われていない。そこで、本研究では東南極・宗谷海岸に位置するラングホブデ氷河(69o11’S, 39o32’E)に注目した。現地観測では、熱水掘削による掘削孔観測や、氷河表面での観測によって氷河の接地や氷厚を把握した。これに加えて人工衛星画像解析を用いて過去10年間の氷河変動を精密に追跡することにより、溢流氷河の変動メカニズムを解明することを目指した。2011年11月から2012年3月にかけて第53次日本南極地域観測隊に参加し、ラングホブデ氷河での野外観測を行った。氷河末端から2.7および3.2 km 上流の2地点において、低温科学研究所にて開発した熱水掘削装置を用いて氷河全層掘削を行った。水中カメラやCTD(conductivity temperature depth pro-filer)を用いた掘削孔内および氷河底の観測や、氷河底に設置した水圧計による掘削孔水位の変動を測定した。これらの測定の結果、厚さ398–412 m の氷河底面に厚さ24–10 m の海水層が存在していることが明らかになった。また、掘削孔水位は潮汐変動を示しており、海水層が外洋とつながっていることが判明した。このほか氷河表面においては、GPSを用いた流動速度・表面標高の測定および、アイスレーダーを用いた氷厚測定を行った。GPSを氷河上4地点に設置して氷河流動を精密に測定したところ、末端付近の2地点においては、鉛直変位量に潮汐変動が見られたが、掘削孔近傍においては明瞭な変化は見られなかった。さらに、氷河上455地点の表面標高と85地点の氷厚測定を行った。氷厚測定によって得られた氷河底面標高と、静水圧平衡を仮定して表面標高から推定される氷河底面標高の比較を行った。末端付近では両者がほぼ一致したが、掘削孔近傍では一致せず、静水圧平衡が成立していないことが明らかになった。氷河底に海水層が存在していたにも関わらず、潮汐に起因した氷の鉛直変位が無く、静水圧平衡にない状態が観測された。このことは、接地線付近には複雑な地形や力学が存在しており、接地線が単純な構造ではないことを示唆するものである。次に、人工衛星画像を用いて氷河変動履歴を解析した。2000–2012年にかけて撮影されたASTER画像およびETM+画像を用いて、ラングホブデ氷河の末端位置を測定した。また、氷河末端部6 km 四方においてASTER画像に画像相関法を適用し、2003–2012年の流動速度を解析した。さらに、2006–2010年に撮影されたPRISMの画像をデジタル図化機でステレオ実体視し、表面標高を測定した。以上の解析の結果、2000–2007年における末端変動は130 m 以内であり、大きな変動は見られなかった。しかしその後、2008–2011年の3年間で氷河末端は330 m 前進しており、2012年においても前進傾向であることが示された。2003–2007年にはわずかに減少傾向にあった流動速度は、2007–2010年に平均10%加速しており、末端位置の前進と同期した流動速度の上昇が明らかになった。2006–2010年における表面標高の変化量は2.6 m 以下と有意な変動は認められなかった。上記の解析で明らかになった氷河変動の原因を探るため、末端位置と流動速度の変化から、氷河末端でのカービング(氷山分離)速度を計算した。2003–2007年は平均93 m a−1 であったが、2008–2011年は平均16 m a−1 とカービングによる氷流出が顕著に減少したことが判明した。このカービング速度の減少は、流動速度の増加および末端の前進時期と一致している。カービング速度の変化要因として、ラングホブデ氷河が流れ込むリュツオ・ホルム湾周辺の海氷密接度の変化が挙げられる。この海域の海氷は、2006年に大規模に流出した後、2007年から2010年前半までは安定期にある。したがって、2007年以降に形成した厚い海氷が氷河末端を支持して安定化させ、カービングを抑制したことを示唆している。厚い海氷によってカービングが抑制されると同時に流動が加速し、2008年以降の末端前進をもたらしたと考えられる。本研究によって、末端から接地線にかけての溢流氷河の構造を明らかにし、従前の研究結果より接地線構造が複雑であることを示した。また、氷河が流れ込む海域の海氷状態が、溢流氷河の末端位置や流動速度の変化を駆動する可能性が示された。, (主査) 教授 Ralf Greve, 教授 大島 慶一郎, 講師 杉山 慎, 助教 澤柿 教伸, 教授 本山 秀明 （国立極地研究所）, 環境科学院（地球圏科学専攻）

(主査) 教授 Ralf Greve, 教授 大島 慶一郎, 講師 杉山 慎, 助教 澤柿 教伸, 教授 本山 秀明 （国立極地研究所）, 環境科学院（地球圏科学専攻）