2023 Fiscal Year Annual Research Report
Assessment of influence of water and biogeochemical fluxes on Arctic amplification
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21H04934
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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) |
田上 雅浩 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 研究官 (20735550)
檜山 哲哉 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (30283451)
一柳 錦平 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (50371737)
渡邉 英嗣 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 (50722550)
鈴木 和良 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), 主任研究員 (90344308)
岩花 剛 北海道大学, 北極域研究センター, 海外研究員 (70431327)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 北極温暖化増幅 / 水循環 / 水同位体大気大循環モデル / トレーサーモデル / 永久凍土 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
起源追跡の利点を持つ同位体比の変化に基づいて水循環の変化を評価するために、フェアバンクスとカナダのケンブリッジベイのサイトで土壌水、積雪水、及び河川水の採水を継続した。そこで取得した降水の安定同位体分析を進め，それに加えて地球規模での降水の同位体比の観測網（GNIP）などのデータ，そして同位体再解析データを使って，高緯度域の水蒸気輸送について北大西洋振動（NAO）の影響を評価した。
降水・地下水の安定同位体比とトリチウム濃度を用い、端成分混合解析によってレナ川の河川水に対する融雪水・暖候期降雨・地下水（または凍土起源水）の寄与を成分分離し、同位体トレーサープロセスを取り込んだ陸域生態系モデルCHANGEの検証に用いた。
陸域生態系モデルCHANGEが起源分離した河川流出量を海氷海洋結合モデルCOCOの境界条件として与え、北極海における起源水の分布や北極海からの蒸発に対するその寄与を評価した。特にスピンアップ期間の長さなどに対する起源水存在比の不確定性も評価した。また海氷融解水の時空間変動についてもサブ海域ごとに解析した。
陸域生態系モデルと海氷海洋結合モデルから出力された北極域における蒸発散量や蒸発散に占める起源水の割合を、水同位体大気大循環モデルの境界条件として与えたモデル実験の準備を行った。具体的には、複数の起源水を取り扱えるようにモデルのスキームを高度化し、異なるグリッド格子系を採用しているモデル同士のデータ変換を行った。スキームの高度化において、モデルにいくつかのバグが見つかり、その問題を修正し、北極域の降水変動に対する陸域起源水の影響を定量化した。
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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
ロシアのウクライナへの侵攻の影響によりシベリアでの観測を断念し、アラスカとカナダで降水、土壌水、積雪水の観測を実施した。
観測データを用いて河川水に対する起源水の寄与を成分分離し、CHANGEの計算結果を検証した。CHANGEにより成分分離した起源水をCOCOの境界条件に与えるモデル実験を行い、海洋表面からの各起源水の蒸発量とCHANGEから計算された同様の蒸発散量を水同位体大気大循環モデルの境界条件に与えて、北極域の降水変動に対する陸域起源水の影響を評価した。温暖化の影響を受けた北極陸域における水循環の変化が北極海、そして北極域の気候に対する影響を評価する研究が進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の最終年度として、観測とモデルを統合して北極域における水循環の変化に対する起源水の影響を評価し、結果の論文化とデータの公開を進める。これまでと同様にアラスカとカナダの観測サイトにおいて、降水・土壌水・地表水のサンプリングを継続する。CHANGEとCOCOを融合して、陸域流出起源水が北極海の淡水と海氷の変動に及ぼす影響を評価する。水同位体大気大循環モデルによる温暖化実験を行い、北極域の降水量の増加に対する起源水の影響を定量化し、河川流出と蒸発散を通して北極域の水循環の強化と温暖化増幅に対する気候変化の影響を評価する。
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