Mapping permafrost thawing at fire-scars and onsite observations of their environmental changes
| Project/Area Number |
23K25947
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| Project/Area Number (Other) |
23H01251 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17030:Human geosciences-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
古屋 正人 北海道大学, 理学研究院, 教授 (60313045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 守 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50373452)
岩花 剛 北海道大学, 北極域研究センター, 海外研究員 (70431327)
柳谷 一輝 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 第一宇宙技術部門, 研究開発員 (70971985)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 永久凍土 / 合成開口レーダー干渉法 / 森林火災 / 地盤変動 / サーモカルスト / 合成開口レーダ干渉法 |
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| Outline of Research at the Start |
永久凍土の融解に伴う温室効果ガスの再放出が懸念されている.従来の予測モデルは長期・広域的な気温上昇による凍土融解の効果は評価され てきたが，現実に観測されるのは局所的・突発的な凍土融解である.しかしその実態の理解は遅れている.本研究では凍土帯における森林火災跡に注目し，1.火災後の地盤変動を合成開口レーダー干渉法(InSAR)によって広域的・系統的に検出し，凍土融解量をマッピングする. 2. InSARデータの現地サイトで，地温，融解深，土壌水分，植生変化，温室効果ガス濃度等を調査し，時空間変化を抽出する. 3. 上記データから火災跡の凍土融解による温室効果ガス放出モデルを提案し，広域的推定を目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
永久凍土の融解により凍土中に封じ込められていた炭素(C)が再放出することによって、さらなる温暖化を生み出す可能性がPermafrost Carbon Feedbackとして懸念されているが、その実態は不明な点が多い。地上気温が徐々に上昇することに伴う凍土融解(Gradual thaw)と山火事等による地表擾乱に伴う急で突発的な凍土融解(Abrupt thaw)がありうる中で、前者はモデル予測がしやすいのに対し、後者は文字通りどこで起きるかもわからない。本研究では人工衛星搭載の合成開口レーダー(Synthetic Aperture Radar:SAR)の観測を通じて後者の定量化を目指している。対象領域として、ロシアのサハ共和国バタガイ、米国カナダ国境にあるユーコン準州ビーバークリーク、カナダのノースウェストテリトリでの森林火災跡地での融解沈下をSAR画像を用いた干渉法(Interferometric SAR:InSAR)で検出して、時空間変動を調べた。
バタガイとビーバークリークにおいては、ALOS-2の高分解能画像(約3m)で調べることによって、現地調査との対応も詳細に調べている。Yanagiya et al (2023)で報告したバタガイの2018年火災跡では、2020年以降の3年間で最大20cmの沈降を検出した。時系列解析の結果によると、晩夏にステップ状に沈降を起こしていることが分かる。ただし、火災後内部での沈降分布は不均一が高い。
2023年8月にも前年に引き続き、ビーバークリークの2019年火災跡地で現地調査を実施した。620メートルの観測線を設定し、30メートルおきに融解深をメタルプローブで測定した。観測線の南端で気温計、地温計を設置するとともに、隣接する非火災跡地のコントロールサイトでも同様の測定を実施した。
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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
新たにカナダのNorthwest Territoryで発生していた2019年の火災跡地での地盤変動のInSAR解析に着手し、明瞭なシグナルを検出することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たにカナダのノースウェストテリトリで発生していた2019年の火災跡地での地盤変動のInSAR解析に着手したが、当地では2023年に過去最大規模の森林火災が発生したことから、今後の地盤変動の推移を追跡する。
2024年夏にもビーバークリークでの現地観測を計画している。
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
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[Presentation] Acceleration of early and late summer thaw subsidence around Batagay, Northeast Siberia, detected by ALOS-2 InSAR time series analysis2023
Author(s)
Yanagiya, K., Furuya, M., Iwahana, G., Danilov, P., Fedorov, N., Desyatkin, A., Fedorov, A.
Organizer
The 6th European Conference on Permafrost, Puigcerda, Spain.
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[Presentation] INTRA-SEASONAL THAW SUBSIDENCE PROCESS AROUND BATAGAY SIBERIA DETECTED BY ALOS-2 INSAR TIME SERIES ANALYSIS2023
Author(s)
Yanagiya, K., Furuya, M., Iwahana, G., Danilov, P., Fedorov, N., Desyatkin, A., Fedorov, A.
Organizer
International Geoscience and Remote Sending Symposium 2023, Pasadena, USA.
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[Presentation] High-resolution Mapping of Permafrost Thaw Subsidence around Beaver Creek, Yukon, Canada, by ALOS-2 InSAR and Onsite Observations2023
Author(s)
Furuya, M., Yanagiya, K., Iwahana,G., Sejourne, A.
Organizer
AGU Fall Meeting 2023, San Francisco, USA.
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