光合成有効放射 (PAR) の日射に占める割合は気候変動でどう変わるか？

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K20433
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 秋津 朋子 筑波大学, 生命環境系, 助教 (90590597)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光合成有効放射 (PAR) / 日射に占めるPARの割合

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、日射と光合成有効放射 (PAR) の高精度観測によるデータを用いて、日射量と水蒸気圧から日射に占めるPARの割合 (PAR比) を推定するシンプルなモデルかつ世界中で使用可能なモデルを作成することを目的としている。
そこで、まず、高層気象台 (つくば市館野) において、PARを高精度観測した。具体的には、観測機器の分光応答特性によるエラーを削減するために、分光放射計を用いて、太陽光が地表に直接届く光 (直達光) と太陽光が大気や雲などに散乱されて地表に届く光 (散乱光) を別々に観測するシステム (直達散乱分離方式) を用いて高精度に観測した。日射は、直達散乱分離方式を用いて高精度に観測されている高層気象台のデータを用いた。本年度は、この分光放射計による観測の維持管理を行うとともに、日射とPARのデータを用いて、PAR比推定モデルを作成した。
次に、このPAR比推定モデルが、他の地域でも有用であることを確認するために、国内外の観測サイトにおいても、上述の高精度なPAR観測値にトレーサブルな光量子センサを用いた観測を行った。上述の直達散乱分離方式の分光放射計による非常に高精度な観測方法は、高コストかつ維持管理の労力が過大であるため、多くのサイトに設置することには不向きである。そこで、これを基準器として、より安価でメンテナンスフリーな光量子センサに値付けを行い、観測サイトに設置することにした。今年度は、与那フィールド (沖縄県国頭村) に光量子センサを設置し、PAR観測を開始した。また、すでに設置済みの富士北麓サイト (山梨県富士吉田市) および天塩サイト (北海道天塩郡) のデータ解析を行った。その結果、どちらのサイトでもおおむね良く一致していることが確認できた。特に，天塩サイトでは良く一致していた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、観測および解析が進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

来年度は、与那フィールドで得られたデータを解析し、PAR比推定モデルの適用性を評価する予定である。これにより、北海道から沖縄までの広域でPAR比推定モデルが適用できることが確認できるので、日本国内および地球規模でのPAR比の季節変動の推定を行う。
PAR比モデルの日本国内および地球規模でのPAR比の季節変動の推定結果を国際学会 (AGU Fall Meeting 2020, San Francisco, USA) で発表することを計画しているが、米国での新型コロナウィルス感染症の拡大状況を考慮して、中止することもありうる。その場合には、国内学会での発表、または、国際学術雑誌への論文投稿に変更する予定である。

Causes of Carryover

与那フィールド (沖縄) への出張を、他の予算における出張と合わせて行ったので、片道分の航空運賃分が削減できたために次年度使用額が生じた。これは次年度に計画している学会参加費として使用する予定である。