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2023 年度 実績報告書

北東シベリアの山岳永久凍土荒廃による炭素・窒素動態の変容

研究課題

研究課題/領域番号 22H03758
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

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)

研究分担者 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)
檜山 哲哉  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (30283451)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワード物質循環 / 水文 / 活動層 / 気候メモリ / データ同化
研究実績の概要

(1)気象水文観測と水のサンプリング・分析:Makarieva博士の協力の下、河川水のサンプリングが行われた。また気象水文観測の継続的なデータが取得された。
(2)永久凍土水文気象データセットとラグ機構解析:研究代表者を中心として、黒潮続流からの南北の水蒸気輸送とアラスカ南部の太平洋上に停滞するブロッキング高気圧の関係を解析した。さらに北極領域再解析システム開発を通して、AMSR2海上風データ同化のインパクトを調査した。海上風をデータ同化することによってアメリカ内陸部の最高気温のバイアスが減少することが示された。
(3)生態水文モデルの高度化と炭素・窒素輸送量評価:朴博士が中心となって、CHANGEモデルを用いて北極海への大陸河川からの淡水流入増加における融雪の影響を定量的に解析した。その結果、降雪は主に地表流出を形成し、降雪が地表流出の増加の73.6%を占め、春から初夏にかけての最大流量に寄与していた。冬季の気温上昇による融雪の早期化は、最大流量と年間流出量に寄与し融雪流出を早めた。さらに、気候変動による降雪と降雨の変動が北極周辺河川流出に大きな影響を与えていることを示唆した。
(4)積雪過程モデルの高度化:研究協力者のFassnachtが2編の論文を出版した。その結果、積雪モデリングのために積雪の空気力学的粗度長を推定する際には、雪面のジオメトリーの変動を考慮する必要があることが示唆された。
(5)河川を介した物質輸送と永久凍土動態:田代博士と檜山博士が中心となって、コリマ川の物質輸送の増加傾向と永久凍土温暖化の関係を解析した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

地政学的な状況によって観測データの入手・分析ならびに炭素・窒素のサンプリング等に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

(1)気象水文観測と水のサンプリング・分析:研究協力者のMakarievaが中心となって、降水、河川水ならびに土壌水または積雪のサンプリングを通年で、週1回もしくは10日に1回行う。加えてトリチウム、水の安定同位体などの環境情報を取得する。また永久凍土融解量や地上気象観測データなども取得する。これらの観測データは朴の開発するCHANGEモデルの検証データとして利用される。
(2)永久凍土水文気象データセットとラグ機構解析:鈴木が中心となってコリマ川流域のデータレスキューを行うと共に、北極領域再解析システムを開発し極端気象のメカニズム解明すると共に、大気ー植生ー凍土系における水・物質循環の統合解析を行い、遅延機構や植生活動の関連を解析する。
(3)生態水文モデルの高度化と炭素・窒素輸送量評価:朴が中心となって、流域内で取得された活動層厚、蒸発散量、河川流量データを用いてCHANGEの検証と高度化を行う。最終的に長期的な有機炭素や窒素輸送と永久凍土融解との関連について解析を行う。
(4)田代・檜山が中心となって、トリチウムや河川水に含まれる様々な化学物質の河川を通した輸送と気候や永久凍土変動との関連をデータに基づき解析する。
(5)研究協力者のコロラド州立大Fassnacht教授を中心として、永久凍土変動に重要な積雪モデルの高度化を行う。特に空気力学的粗度長に注目し、雪面の凹凸などの変動が空気力学的粗度長にどの様な影響を及ぼすのか定量化する。最終的に動的な積雪粗度長モデルを開発し、CHANGEモデルに新しい粗度長モデルを導入することのインパクトを評価し、水・物質循環変動の予測精度を高度化する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] コロラド州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      コロラド州立大学
  • [国際共同研究] サンクトペテルブルク国立大学(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      サンクトペテルブルク国立大学
  • [雑誌論文] Location Dictates Snow Aerodynamic Roughness2024

    • 著者名/発表者名
      Fassnacht Steven R.、Suzuki Kazuyoshi、Nemoto Masaki、Sanow Jessica E.、Kosugi Kenji、Tedesche Molly E.、Frey Markus M.
    • 雑誌名

      Glacies

      巻: 1 ページ: 1~16

    • DOI

      10.3390/glacies1010001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of snowmelt on increasing Arctic river discharge: numerical evaluation2024

    • 著者名/発表者名
      Park Hotaek、Kim Youngwook、Suzuki Kazuyoshi、Hiyama Tetsuya
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 11 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1186/s40645-024-00617-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Snow Surface Roughness across Spatio-Temporal Scales2023

    • 著者名/発表者名
      Fassnacht Steven R.、Suzuki Kazuyoshi、Sanow Jessica E.、Sexstone Graham A.、Pfohl Anna K. D.、Tedesche Molly E.、Simms Bradley M.、Thomas Eric S.
    • 雑誌名

      Water

      巻: 15 ページ: 2196~2196

    • DOI

      10.3390/w15122196

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Understanding the December 2021 Extreme Precipitation Event in Interior Alaska Using the Arctic Regional Reanalysis (ARR) and ERA52024

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Suzuki, Milija Zupanski, Takashi Dan, Akira Yamazaki, Hotaek Park, Tetsuya Hiyama, Go Iwahana, Hideki Kobayashi
    • 学会等名
      PAWCs International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term increases in Ca, Mg, and SO4 concentrations in the Kolyma River under warming climate2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Tashiro, T. Hiyama, H. Kanamori, L. Lebedeva, H. Park, O. Makarieva, N. Nesterova, K. Suzuki
    • 学会等名
      PAWCs International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] コリマ川の長期水質変動に対する温暖化および永久凍土融解の影響2023

    • 著者名/発表者名
      田代 悠人、檜山 哲哉、金森 大成、朴 昊澤、Makarieva Olga、Nesterova Nataliia、鈴木 和良
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Winter heavy precipitation event in December 2021 in interior Alaska2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Suzuki, T. Dan, M. Zupanski, H. Hirashima, G. Iwahana, H. Park and H. Kobayashi
    • 学会等名
      23rd Northern Research Basins Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] 領域気象モデルによるアラスカ内陸部の12月極端降水の数値実験2023

    • 著者名/発表者名
      段 卓志, 鈴木和良,Milija Zupanski, 朴 昊澤, 筆保弘徳
    • 学会等名
      気象学会2023年度春季大会
  • [学会発表] 領域気象モデルによるアラスカ内陸部の12月極端降水の数値実験(2)2023

    • 著者名/発表者名
      段 卓志, 鈴木和良,Milija Zupanski,  朴 昊澤, 筆保弘徳
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [学会発表] Snow depth impacts on permafrost warming and increasing Arctic River discharge2023

    • 著者名/発表者名
      Park Hotaek, Suzuki Kazuyoshi, Hiyama Tetsuya
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupled land-atmosphere data assimilation for the extreme winter precipitation in the interior Alaska2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Suzuki, Milija Zupanski, Takashi Dan, Hotaek Park, Tetsuya Hiyama, Hideki Kobayashi
    • 学会等名
      WCRP OSC 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Winter heavy precipitation event in interior Alaska in December 20212023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 和良、平島 寛行、岩花 剛、朴 昊澤、小林 秀樹
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [図書] 北極域の研究 : その現状と将来構想2024

    • 著者名/発表者名
      北極環境研究コンソーシアム長期構想編集委員会(鈴木和良、「河川氷とアイシング」部分を執筆)
    • 総ページ数
      468
    • 出版者
      海文堂
    • ISBN
      9784303562304

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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