Assessment of climate change impact on permafrost using numerical model
| Project/Area Number |
22KF0425
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| Project/Area Number (Other) |
22F30793 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
朴 昊澤 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー代理 (10647663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
HU GUOJIE 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | 地球温暖化 / 永久凍土 / 陸面過程モデル / 将来予測モデル / 地下氷 / 活動層 / 土壌水分 |
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| Outline of Research at the Start |
北極温暖化により北極陸域の水循環を支えていた諸プロセスの動的平衡が崩れかけている。その中で最も懸念されているのが、水、熱、温室効果ガスと密接に関わる永久凍土の融解である。凍土融解の際、大量の氷が解け水・熱・物質循環に大きく影響する。本研究では、凍土モデルにおいて課題の一つである地下氷の融解プロセスを物理的に表現するモデルを開発・改良して、氷融解によって変化する土壌水分環境が陸域の熱・水収支に及ぼす影響を評価する。ここで開発したモデルは、気候変化に伴う凍土変動に関する将来予測の不確定性の低減に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球温暖化の影響を受けて変化し続けている永久凍土関連の諸プロセスを正確に評価・予測するために、凍土内の水・熱フラックスに水蒸気フラックスをカップリングしたモデルを開発し、それを陸面過程モデルに結合し、検証を行った。また、観測データと将来予測モデルの計算結果を解析して、永久凍土の変化を牽引する気温の時空間変動を評価した。
凍土の温暖化を引き起こす主要因子である気温の時空間変化、特に永久凍土域を対象にした解析の研究が少ない。そのため、北半球の永久凍土域で得られた長期観測データとCMIP6に参加した23将来予測モデルの結果を用いて、1980ー2100年間の気温変化を解析した。その結果、凍土の温暖化は気温上昇の影響であり、不連続凍土帯より高緯度の連続凍土帯で、そして夏より冬の最低気温にその上昇率が大きかった。CMPI6の計算結果も観測データと同様の結果を示し、温室効果ガスの排出量の多いSSP5-8.5で気温上昇率が最大であった。これらの結果は、今後気温上昇の影響により永久凍土の衰退がさらに進行していくことを示唆する。
23個のCMIP6モデル間の土壌の深さが大きく異なること、土性・土質の鉛直分布の表現が荒いこと、凍土内に分布している地下氷のプロセスを考慮していないこと、そして土壌の融解・凍結における水蒸気フラックスを考慮していないことなどが、モデル間の予測結果の相違に影響していたことが分かった。その結果を踏まえて、陸面過程モデルにおいて土壌の深さを70mに拡張して、シベリアの観測サイトであるティクシに適用して、氷・岩石・土性の鉛直分布が凍土の地温に及ぼす影響を評価した。そこで、地下氷の潜熱効果により凍土の温暖化が5－20年遅れることを確認した。この結果は、陸面過程モデルと気候モデルにおいて土壌の物理的構造に対する改善が求められることを指摘する。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
