2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis on feedback from ecosystem's environmental adaptation to climate by Earth System Model
| Project Area | Digital biosphere: integrated biospheric science for mitigating global environment change |
|---|
| Project/Area Number |
21H05319
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
加藤 知道 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60392958)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立入 郁 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), グループリーダー (30336185)
羽島 知洋 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), グループリーダー代理 (40533211)
相田 真希 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), グループリーダー (90463091)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
|
| Keywords | 物質循環 / 海洋生態系 / 陸域生態系 / 生態系モデル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
テーマ1 地球システムモデルによるシミュレーション実験：陸域生態系モデルは、地球システムモデルMIROC-ES2Lを北海道大学のクラスタ計算機で動作するために、コンパイルオプションの調整や、並列計算のためのプロセス切り分け方法の探索と、オリジナルの設定での実行テストなどの整備をおこなった。また、単体VISITについて導入する予定の光合成と呼吸に関する温度・CO2順化について、文献調査をおこなった。さらに、リン酸循環についてもコードの構築をおこなった。
海洋生態系モデルは、植物プランクトンの動的環境適応プロセスを考慮した生態系モデルのベースモデルとなる渦許容解像度の全球海洋大循環モデルを立ち上げ、プログラムおよびモデルオプション等の動作環境の整備を行った。また、本課題を加速させるために特任研究員1名の公募を実施、2022年度4月より海洋研究開発機構に着任することとなった。
テーマ2 マルチ地球システムモデル結果解析：陸域生態系の一次生産の気温応答について、地球システムモデルの結果(理想化感度実験)を解析したところ、一次生産の増加は主に40度以北で生じ、熱帯等では低下していることが確認された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
陸域・海洋生態系モデル部分の変更・追加や、各種計算機への実装が順調に進んでいる。またマルチモデル解析についても予定通り進んだ。
|
| Strategy for Future Research Activity |
テーマ1 地球システムモデルによるシミュレーション実験
陸域生態系モデルについては、光合成と呼吸の温度依存性に関する順化の式について、陸域生態系物質循環モデルVISIT単体に導入し、それを地上渦相関法観測ネットワークによる実測総一次生産GPPと比較する。また、MIROC-ES2L内のVISITに移植を開始する。リン酸循環について、単体VISITに追加し複数のフィールドサイトデータで検証し、MIROC-ES2LのVISITに移植を開始する。
海洋生態系モデルに関しては、渦許容解像度レベルの全球モデルに動的環境適応を考慮したCOCO-FlexPFTモデルに、水温や光環境・栄養塩取込時の生理学的なトレードオフに基づく植物プランクトンの動的環境適応（FlexPFT）を実装する。
テーマ2 マルチ地球システムモデル結果解析
気温変化をはじめとする環境変化に対する陸域生態系・炭素循環の応答を複数地球システムモデルのシミュレーション結果を用いて解析する。これまでの総一次生産に加え、他の生態系変数にも着目した解析を行う。
|
