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雪の再分配を考慮した気象・積雪モデルが解き明かす北アルプスの高山環境の維持機構

研究課題

研究課題/領域番号 23K25426
補助金の研究課題番号 23H00729 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分04010:地理学関連
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

川瀬 宏明  気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官 (20537287)

研究分担者 小熊 宏之  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 室長 (10342734)
福井 幸太郎  公益財団法人立山カルデラ砂防博物館, 学芸課, 学芸課長補佐 (10450165)
庭野 匡思  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (10515026)
飯田 肇  公益財団法人立山カルデラ砂防博物館, 学芸課, 学芸課長 (70574309)
石濱 史子  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主幹研究員 (80414358)
白石 俊明  公益財団法人立山カルデラ砂防博物館, 学芸課, 主任学芸員 (90759028)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2026年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード山岳域の積雪分布 / 北アルプス / 積雪の再分配 / 地域気候モデル / 気候変動 / 地球温暖化 / 北アルプスの雪 / 氷河・雪渓 / 高山生態系
研究開始時の研究の概要

標高3000m級の山々が連なる北アルプスには、日本で唯一氷河が現存し、高山特有の生態系が存在する。北アルプスの高山環境の形成には、雪の再分配過程が重要な役割を果たしている。本課題では、雪の再分配過程を考慮したサブkmスケールの気象・積雪モデルを開発し、北アルプスの不均一な積雪分布の再現に挑む。同時に、現地での気象・積雪観測、衛星リモートセンシング技術を活用し、北アルプスの積雪・植生分布の実態把握を行う。植生分布推定モデル等も併用し、今後の温暖化が高山環境に及ぼす影響を評価する。

研究実績の概要

1980年10月から2024年8月までの45年間を対象に、1kmメッシュの気象研究所非静力学地域気候モデルを用いて、気象庁第3次長期再解析からの力学的ダウンスケーリングを実施した。山岳域と平野部との積雪の年々変動を比較すると、概ね似た変動を示したが、平野部で多く山岳部では少ない年、あるいはその逆の年が存在することが分かった。雪が多いとされる56豪雪(1981年)と59豪雪(1984年)の年は、今回の計算でも45年間の上位2位となった。1km格子で計算された風の収束などの情報を元に、積雪変質モデルSMAPにおいて雪の吹き溜まり計算のためのモデルの構築を開始した。
立山黒部アルペンルート沿いの積雪分布状況を把握するため、美女平(標高1200m前後),大観台(標高1400m前後),弥陀ヶ原(標高1800-1950m),室堂(2350-2600m)にてUAV_Lidarを用いた積雪分布観測を行った。観測日は美女平と大観台が2024年4月15日,弥陀ヶ原と室堂が2024年4月6日である.樹林下でも誤差0.2m程度の良好な積雪深データが得られた。観測結果は雪氷研究大会(2024・長岡)と日本地理学会2025年春季学術大会にて発表した。
立山西斜面に設置された定点カメラの画像を用いて、機械学習による植生群落のマッピング手法を開発した。2012年から2021年に撮影された画像を解析した結果、ササ類の分布が10年間で約40%拡大していることが判明した。分布が拡大した箇所を対象にHabitat Suitability Model(HSM)を構築し、融雪の早期化によるササ類の分布拡大を予測した。現地データ取得体制の構築として、北アルプス白馬岳における気象観測および雪渓撮影用カメラ設置の環境省許認可を取得したほか、北アルプス爺ヶ岳稜線での積雪深推定のための予備調査を実施した。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画した数値モデルによる計算及び現地での積雪観測が予定通り行われている。

今後の研究の推進方策

1km格子で計算した結果から、さらに高解像度の気象モデルを用いてより詳細な降雪・積雪分布のシミュレーションを行う。また、積雪変質モデルに雪の再分配過程を構築し、気象モデルで計算された風や降雪量データを元に積雪の再配分の計算を行う。
立山カルデラ砂防博物館及び国立環境研究所が観測した積雪・積雪被覆データと、気象モデルによるシミュレーションの結果を比較し、過去の高山の積雪分布の再現性の検証及び積雪分布の復元を行う。

報告書

(2件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2025 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Identification and persistence mechanism of very small glaciers and perennial snow patches in the northern Japanese Alps2025

    • 著者名/発表者名
      Kenshiro Arie, Chiyuki Narama, Kotaro Fukui, Hajime Iida
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 13 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/feart.2025.1442884

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of Local Topography on Snowfall Distribution in the Kanto Plain: A Case Study2024

    • 著者名/発表者名
      Kawase Hiroaki、Ito Takahiro、Sakamoto Yukiko、Takane Yuya
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 20 号: 0 ページ: 323-330

    • DOI

      10.2151/sola.2024-043

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heavy Snowfall Has Already Been Enhanced by Anthropogenic Global Warming in Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Kawase Hiroaki、Watanabe Shun-ichi I.、Nakaegawa Tosiyuki、Imada Yukiko
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 20 号: 0 ページ: 167-176

    • DOI

      10.2151/sola.2024-023

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 立山の自然2024

    • 著者名/発表者名
      福井幸太郎
    • 雑誌名

      地図情報

      巻: 43-4 ページ: 10-14

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度地域気候モデルを用いた地球温暖化の日本の降雪・積雪への影響評価2025

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] UAV-Lidarによる立山黒部アルペンルート沿いの積雪深分布観測2025

    • 著者名/発表者名
      福井幸太郎・飯田肇・川瀬宏明
    • 学会等名
      日本地理学会2025年春季学術大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Historical regional climate changes in Japan in winter by 5-km dynamical downscalings from the reanalysis data2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kawase, Shin Fukui, Masaya Nosaka, Shunichi I Watanabe, Akira Yamazaki
    • 学会等名
      6th WCRP International Conference on Reanalysis
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of historical global warming on Japan's heavy snowfall in 2021/22 using high-resolution large ensemble experiments2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kawase, Shunichi I. Watanabe, Yukiko Imada
    • 学会等名
      The 4th Asian Conference on Meteorology
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全国5kmメッシュアンサンブル気候予測データを用いた日本の極端降雪の将来変化予測2024

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明、野坂真也、渡邉俊一、村田昭彦、仲江川敏之
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 筑波山周辺の地形が関東平野の降雪分布に与える影響-2024年2月5日の南岸低気圧の事例-2024

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明、伊藤享洋、 坂本有葵子 、髙根雄也
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 関東平野の降雪分布に与える筑波山周辺の地形の影響-2024年2月5日の南岸低気圧の事例解析-2024

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明、伊藤享洋、 坂本有葵子 、髙根雄也
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2024・長岡)
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] UAV-LiDAR測量による立山黒部アルペンルート沿いの積雪深分布観測2024

    • 著者名/発表者名
      福井幸太郎、飯田肇、川瀬宏明
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2024・長岡)
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 定点カメラとHabitat Suitability Modelingによる立山西斜面のササ類の拡大予測2024

    • 著者名/発表者名
      岡本遼太郎・小熊宏之
    • 学会等名
      日本山の科学会 2024年秋季研究大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 定点カメラを用いた立山西斜面におけるハイマツ及びササ類の分布変化追跡2024

    • 著者名/発表者名
      岡本遼太郎・小熊宏之・井手玲子
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 立山・内蔵助氷河でのUAVを用いた積雪観測2024

    • 著者名/発表者名
      福井幸太郎・飯田肇・藤田耕史
    • 学会等名
      日本地理 学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2021/22年冬季の日本の大雪及びJPCZに対する高解像度確率的イベントアトリビューション2023

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明、今田由紀子、渡邉俊一
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2021/22年冬季の日本の大雪及びJPCZに対する地球温暖化の寄与2023

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明、今田由紀子、渡邉俊一
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Historical and future changes in snowfall extremes in coastal and mountainous areas in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kawas, Masaya Nosaka, Shin Fukui, Shun-ichi I. Watanabe
    • 学会等名
      VII Convection-Permitting Climate Modeling Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地球温暖化が日本の極端降雪に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      川瀬宏明、今田由紀子、渡邉俊一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2025-12-26  

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