アジアモンスーン域の陸面熱・水収支と蒸発散特性の1次元陸面水文モデルによる解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340142
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 高田 久美子 海洋科学技術センター, 地球フロンティア研究システム, サブリーダー (60270906)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 克典 宇宙開発事業団, 地球フロンティア研究システム, 研究員 (80344274) ; 山崎 剛 海洋科学技術センター, 地球観測フロンティア研究システム, サブリーダー (80220317)
• Keywords: 陸面熱・水収支 / 蒸発散特性 / 1次元陸面水文モデル / アジアモンスーン域 / ツンドラ / タイガ / チベット / 熱帯

Research Abstract

1.ツンドラ域(東シベリア・ティクシ)に関して,卓越するコケやスゲの生理的な特徴を念頭に置き,予備的な感度実験を行った.特に光合成速度と気孔抵抗の関係を決めるパラメータに重点を置いた.当初,標準として仮定したパラメータを使用すると,観測よりも顕熱が過大で潜熱が過小となる傾向があった.また,アルベードに関するパラメータを観測に適合するように調整した.並行して,従来から研究してきた凍土への液体水の浸透と表層土壌水分に関する陸面過程の応答について整理した.凍土への透水を考慮することにより,表層土壌水分の季節変化をよりよく再現でき,蒸発量の季節変化にも大きな影響があることが明らかになった.ツンドラ域に関しては地表貯留水の効果を変えると顕熱と潜熱の割合を変化させるが,CO_2の交換量にはほとんど影響が出なかった.
2.タイガ域(東シベリア・ヤクーツク)のカラマツ林に関して,観測データの収集し,モデルの入力・検証用にデータを整備した.また,植生2層からなる1次元モデルによって同地域のカラマツ林・草地の比較を行った.観測からカラマツ林が比較的顕熱を多く出し潜熱があまり大きくならないことが指摘されているが,このことは葉の生理特性に特に差異を与えなくても,カラマツ林において蒸散に関わる葉の面積が小さいことで説明できることがわかった.3.チベットにおける1998年夏季の熱・水収支の観測データを収集,整理した.
4.熱帯域(タイ)の常緑樹林について熱・水収支およびCO_2フラックスの観測データをモデル入力・検証用に整備した.また,関連する植生多層モデルを用いてパラメータ決定につながる予備的な再現実験を行った.その結果,葉面積の増減は年間蒸散量と年間遮断蒸発量ともに影響を及ぼした.また,葉の生理特性は蒸散量に影響を及ぼすものの,遮断蒸発量には影響を及ぼさないことがわかった.これらのパラメータが蒸発散に与える感度は,雨季よりも乾燥しやすい乾季に大きく,乾季におけるパラメータチューニングが重要であることがわかった.

Research Products

• [Publications] Takata, K.: "Sensitivity of land surface processes to frozen soil permeability and surface water storage"Hydrological Processes. 16. 2155-2172 (2002)
• [Publications] Tanaka, K.: "Impact of leaf physiological characteristics on seasonal variation in CO_2, latent and sensible heat exchanges over a tree plantation"Agricultural and Forest Meteorology. 114. 103-122 (2002)
• [Publications] Tanaka, K.: "Multi-layer model of CO_2 exchange in a plant community coupled with the water budget of leaf surfaces"Ecological Modelling. 147. 85-104 (2002)
• [Publications] Takata, K.: "Development of the Minimal Advanced Treatments of Surface Interaction and Runoff (MATSIRO)"Global and Planetary Change. (in press). (2003)
• [Publications] Boelter, M.: "Potential CO_2-flux from a Siberian tundra environment"Polar Bioscience. (in press). (2003)
• [Publications] Bowling, L.C.: "Simulation of hi latitude hydrological processes in the Torne-Kalix basin PILPS Phase 2(e), 1 : Experimental description and summary intercomparisons"Global and Planetary Change. (in press). (2003)