Development of high-resolution biosphere model and mitigation scenario
Project Area | Digital biosphere: integrated biospheric science for mitigating global environment change |
Project/Area Number |
21H05318
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Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Transformative Research Areas, Section (IV)
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Research Institution | The University of Tokyo (2023-2024) National Institute for Environmental Studies (2021-2022) |
Principal Investigator |
伊藤 昭彦 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70344273)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中岡 慎一郎 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (00450164)
安立 美奈子 東邦大学, 理学部, 准教授 (40450275)
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Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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Budget Amount *help |
¥139,620,000 (Direct Cost: ¥107,400,000、Indirect Cost: ¥32,220,000)
Fiscal Year 2024: ¥27,690,000 (Direct Cost: ¥21,300,000、Indirect Cost: ¥6,390,000)
Fiscal Year 2023: ¥27,820,000 (Direct Cost: ¥21,400,000、Indirect Cost: ¥6,420,000)
Fiscal Year 2022: ¥27,820,000 (Direct Cost: ¥21,400,000、Indirect Cost: ¥6,420,000)
Fiscal Year 2021: ¥28,210,000 (Direct Cost: ¥21,700,000、Indirect Cost: ¥6,510,000)
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Keywords | モデル統合化 / 炭素貯留固定 / バイオマス生産 / モデル検証 / 高分解能シミュレーション / 高分解能モデル / 炭素固定 / 光合成生産力 / 観測データ利用 / 気候変動緩和 / 生物圏モデル / 炭素循環 / 土地利用 / 観測連携 / 陸域生態系 / 海洋生態系 / 高分解能化 / 生物圏機能 / 生物地球化学 / 炭素吸収固定 |
Outline of Research at the Start |
研究領域のデータと成果を活用して全球の生物圏機能をシミュレートする高分解能モデル「デジタルバイオスフェア」を開発し、統合生物圏科学の具体化に貢献する。変動環境下での生物圏機能の最適利用に関するシミュレーションを実施し、地球環境激変の影響予測とそれを防止する対策に必要な土地面積などに関して系統的な評価を行う。生理生態的プロセスに基づくメカニスティックなモデルと、観測データから導出されるデータ駆動モデルの長所を組み合わせ、二酸化炭素吸収量やバイオマス量を高い空間分解能で計算し、過去から将来にわたる変動環境下での応答を推定する。
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Outline of Annual Research Achievements |
高分解能かつ詳細な生物圏モデルを開発するための準備作業を行った。陸域生態系については1kmメッシュでのモデル計算を実現するため、現在入手可能な気象、土壌、植生データを精査・入手して検討を行った。気象データについてはグローバルな1kmでの高時間分解能な入手可能データは存在しないため、既存の再解析気象データを空間内挿して作成する方針とし、そのためのコード開発やデータ試作を行った。土壌データについては国際応用システム分析研究所が開発・公開しているデータセット他、複数の1kmメッシュデータを入手し比較検討した。1kmメッシュでのモデル計算の準備作業として、日本周辺域やアジアの代表的領域を抽出し、複数コア計算機上での計算手順の確認などを行った。その際には陸域生態系モデルVISITの1時間ステップ計算版を改変して使用し、OpenMPによる並列化を試みた。高分解能モデルの特徴として分布が限られる生態系に適用可能な点があげられ、今年度は陸域と海洋の間にあるマングローブ林を対象にVISITモデルの適用を試みた。陸域モデルの高度化を進めるため、他の計画研究班と意見交換を行い、重要度が高いパラメータや実測データを用いた改良・検証の方針を検討した。海洋モデルについてはROMES-PISCESモデルを数kmメッシュに高分解能化した上で太平洋域に適用するための準備作業を行うとともに、C02班の地球システムモデルで海洋生態系モデル開発を担当する分担者との意見交換を行った。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
既存のモデル(陸域VISITおよび海洋ROMES-PISCES)をベースにすることで効率的にモデル開発を進めることができた。新規の計算機や生物圏パラメータを取得するための設備を整えた。一方で、ポスドク研究員の採用は難航したため、モデルを用いた新しい研究課題への取り組みは次年度に持ち越された。
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Strategy for Future Research Activity |
新規のポスドク研究員を採用してモデル開発を加速する。陸域と海洋についてそれぞれ高分解能モデルの開発と予備計算を進め、生物圏モデルとして統合化していくための技術的検討を進める。また、観測キャンペーンなど実測を行う研究班から提供される各種データの活用方針を検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)