高解像気候変動予測と作物データセットの充実による農業適応策の提示

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H00963
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 廣田 知良 九州大学, 農学研究院, 教授 (20343949)
• 研究分担者: 稲津 將 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80422450) ; 山田 朋人 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959) ; 西尾 善太 東京農業大学, 農学部, 教授 (80446476) ; 小南 靖弘 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, グループ長 (00370544) ; 下田 星児 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 上級研究員 (80425587) ; 村上 貴一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 研究員 (50813903) ; 臼井 靖浩 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (20631485)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 気候シフト / 適応策 / 作物データセット / 普及

研究実績の概要

大規模アンサンブル気象データベースd4pdfを用いて北海道のバレイショへの温暖化への影響と適応策の検討し、温暖化によって収量が低下するリスクは増加し、また作期の早期化では対応できず、高温耐性を持つ品種への転換が重要な適応策になることが明らかとなった。北海道の十勝川水系などの解析から大規模アンサンブル気象データベースd4pdfを用いて洪水リスクの定量化が実現した。北海道胆振東部地震が農地侵食に与える影響について、震災後は大規模土砂崩壊リスクが高まっていると推定され、将来における極端降雨における侵食リスクと共に考慮すべきであることを示した。北海道における冬季の気候変動が農業に与える影響については、１）小麦における雪踏みによる野良イモ防除について現地実証で有効性を示し、２）地形情報および高層気象の情報を説明変数として取り入れた機械学習により、冬季の厳寒条件における気温の空間補間値を補正する手法を開発すると共に、３）融雪水の浸透効果を取り組んだモデル化と４）大規模アンサンブル気象データベースd4pdfを土壌凍結深推定手法と組み合わせて解析する手法開発に着手、５）北海道の小麦栽培における融雪促進影響を検討し、融雪材の促進効果は地域や融雪材散布後の気象条件で与える効果が異なることがわかった。データレスキューでは北海道や関東の小麦、北海道における圃場作業記録、北海道のワイン用ブドウ、九州の1958年～2019年の過去60年の気象概況と農作概況および農業気象災害のデータレスキューについて、これまで入手困難あるいは注目されてこなかったデータも含めて収集が進んだ。また、行政ルートからのデータ収集探査を詳細に集める手法を検討すると共に、テンサイについては、昭和30年代に国の農業研究機関を中心に進められた暖地テンサイに関する各種資料が温暖化研究に展開できる可能性を見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コロナ禍において、現地での調査には影響がでたものの、大規模気候アンサンブルデータを用いた農業適応策について、作物統計データセットの作成も通しながら共同研究における成果を創出した。さらに引き続き実施する研究に対してデータセットの作成方針への新たな可能性が示さられるなど、研究の進捗が順調に進行している。

今後の研究の推進方策

データレスキューについては昨年度、コロナ禍において実施が十分にできなかった現地調査について力点を置く。これらの調査からまた地域における適応主体との連携についての成果を取りまとめる。大規模気候アンサンブルデータを用いた農業適応策に関する研究を引き続き進める。また、地域特産物の気候変動影響評価も適用については、特に永年性作物であるワイン用ブドウでは、気象作物タイムラグ相関の解析により、隔年変動の発生要因を解明する。

備考

第8回プラチナ大賞;技術革新賞冬の寒さを利用して人と環境に優しい持続可能な農業を実現:令和二年度土木学会北海道支部優秀学生講演賞 宮崎功太郎, 星野剛など
講演会・研修会等の講師講演会・研修会名：十勝経営者大学「北海道論」コース・主催：北海道中小企業家同友会とかち支部・場所（集会の場合）／オンライン：帯広市東2条南5丁目1番地・令和３年３月２３日・発表題目：北海道の気候の変遷

研究成果

• [雑誌論文] 積雪内の氷板形成における気象条件の影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 正岡由仁, 岡地寛季, 山田朋人
  • 雑誌名: 令和2年度土木学会北海道支部論文報告集 巻: 77 ページ: B-30
• [雑誌論文] A high-resolution prediction system for birch pollen in Sapporo. (2021)
  • 著者名/発表者名: Inatsu, M., R. Yoshida, S. Karino, S. Takeuchi, and S. Kobayashi
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 29 ページ: 108229
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2020.108229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk assessment and possible adaptation of potato production in Hokkaido to climate change using a large number ensemble climate dataset d4PDF. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, K., M. Inatsu, S. Shimoda, K, Murakami, and T. Hirota
  • 雑誌名: Scientific Online Letters on the Atmosphere 巻: 17 ページ: 24-29
  • DOI: 10.2151/sola.2021-004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential benefits of promoting snowmelt by artificial snow blacking on the growth of winter wheat and their dependence upon regional climate (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimoda.S., Hamasaki,T
  • 雑誌名: International Journal of Biometeorology 巻: 65 ページ: 223-233
  • DOI: 10.1007/s00484-020-02024-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of snow compaction ‘yuki-fumi’ on soil frost depth and volunteer potato control in potato?wheat rotation system in Hokkaido. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimoda, S., Onodera, M., Okumura, O., Araki,H., Kimura,A., Chiba,K., Kusano,Y., Hoshi,H., Tamura,S., Suda,T., Kominami,Y., Nakatsuji,T., Hirota,T
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: 24 ページ: 186-197
  • DOI: 10.1080/1343943X.2020.1828950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosynthetic and respiratory activities of spinach in an unheated greenhouse during winter in Sapporo, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., Hamasaki,T., Nemoto, M., Inoue, S., Hirota,T,
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology, 巻: 77 ページ: 109-117
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-20-00033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 厚真川小流域における崩壊斜面からの流出土砂量の観測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮崎功太郎, 星野剛, 山田朋人, 橋場雅弘
  • 雑誌名: 令和2年度土木学会北海道支部論文報告集 巻: 77 ページ: B-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Climate change impacts on heavy snowfall in Sapporo with 5-km mesh large ensemble simulations (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawazoe, S., M. Inatsu, T. J. Yamada, and T. Hoshino
  • 雑誌名: Scientific Online Letters on the Atmosphere 巻: 16 ページ: 233-239
  • DOI: 10.2151/sola.2020-039
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fitting precipitation particle size-velocity data to mixed joint probability density function with the expectation maximization algorithm. (2020)
  • 著者名/発表者名: Katsuyama, Y., and M. Inatsu
  • 雑誌名: Journal of Atmosphere and Ocean Technology 巻: 37 ページ: 911-925
  • DOI: 10.1175/JTECH-D-19-0150.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward predicting expressway closures due to blowing snow events. (2020)
  • 著者名/発表者名: Inatsu, M., S. Tanji, and Y. Sato
  • 雑誌名: Cold Region Science and Technology 巻: 177 ページ: 103-123
  • DOI: 10.1016/j.coldregions.2020.103123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response of snowpack to +2°C global warming in Hokkaido, Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Katsuyama, Y., M. Inatsu, and T. Shirakawa
  • 雑誌名: ournal of Glaciology 巻: 66 ページ: 83-96
  • DOI: 10.1017/jog.2019.85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bias correction for spatially interpolated daily mean air temperature during winter in eastern Hokkaido using multimodal machine learning (2020)
  • 著者名/発表者名: Murakami,K., Hirota,T., Shimoda,S.,Yazaki,T
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 76 ページ: 164-173
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-20-00027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation for characteristics of tropical cyclone induced heavy rainfall over the sub-basins in the central Hokkaido, northern Japan by 5-km large ensemble experiments, (2020)
  • 著者名/発表者名: Hoshino,T., Yamada,T,J., Kawase, H
  • 雑誌名: Atmosphere 巻: 11 ページ: 435
  • DOI: 10.3390/atmos11050435
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 時系列データに基づいたテンサイー代雑種とその両親の生育比較 (2020)
  • 著者名/発表者名: 臼井靖浩, 田口和憲, 平藤雅之
  • 雑誌名: てん莱研究会報 巻: 61 ページ: 7-14
  • 査読あり
• [学会発表] 農業気象の成果を普及させることについて (2020)
  • 著者名/発表者名: 広田知良
  • 学会等名: 日本農業気象学会九州支部2020年大会
• [学会発表] 札幌において豪雪をもたらす大気場と将来変化検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川添 祥、稲津 將、山田 朋人、星野 剛
  • 学会等名: 日本気象学会北海道支部第２回研究発表会
• [学会発表] 大規模アンサンブル気象データを用いた北海道のバレイショへの気候変動影響の確率的評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 菅原 邦泰、稲津 將、下田 星児、村上 貴一、広田 知良
  • 学会等名: 日本気象学会北海道支部第２回研究発表会
• [学会発表] 格子ボルツマン法を用いた吹きだまりモデルの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 丹治 星河、稲津 將、大風 翼
  • 学会等名: 雪氷研究大会(２０２０・オンライン)
• [学会発表] ディストロメーターの測定方式による降雪粒子観測の違い (2020)
  • 著者名/発表者名: 勝山 祐太、稲津 將、丹治 星河、川島 正行
  • 学会等名: 雪氷研究大会(２０２０・オンライン)
• [学会発表] Climate change adaptation to disaster in urban areas (2020)
  • 著者名/発表者名: Inatsu.M
  • 学会等名: Japan Geoscience Union
  • 国際学会
• [学会発表] THE ANALYSIS OF FUTURE FLOOD RISK IN HOKKAIDO, NORTHERN JAPAN, USING DATABASE FOR POLICY DECISION MAKING FOR FUTURE CLIMATE CHANGE (d4PDF), (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T.J.,Hoshino,T
  • 学会等名: 22nd IAHR-APD Congress 2020, Sapporo, Japan.
  • 国際学会
• [学会発表] FUTURE CHANGE OF TROPICAL CYCLONE INDUCED RAINFALL OVER THE TOKACHI RIVER BASIN, NORTHERN JAPAN USING DATABASE FOR POLICY DECISION MAKING FOR FUTURE CLIMATE CHANGE (d4PDF) (2020)
  • 著者名/発表者名: Hoshino,T., Yamada,T,J., Kawase, H
  • 学会等名: 22nd IAHR-APD Congress 2020, Sapporo, Japan
  • 国際学会
• [図書] 耕地の温度環境の利用と調節ー農業気象学入門ー鮫島良次編 (2021)
  • 著者名/発表者名: 広田知良
  • 総ページ数: 320
  • 出版者: 文永堂
  • ISBN: 978-4-8300-4141-9
• [図書] 気候変動適応に関する農業分野（民間）の動向ー学術会議叢書28 日本の食卓の将来と食料生産の強靭化について考えるー (2021)
  • 著者名/発表者名: 広田知良
  • 総ページ数: 289
  • 出版者: 日本学術会議協力財団
  • ISBN: 978-4-9909972-4-3