大気中における熱・水蒸気・二酸化炭素輸送の時空間スケール解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17560450
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 浅沼 順 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助教授 (40293261)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大谷 義一 独立行政法人森林総合研究所, 気象環境研究領域, 気象研究室長 (90353614)
• Keywords: 蒸発散量 / 地表面熱収支 / CO2吸収量 / 森林キャノピー / ウェーブレット変換 / 生態水文学 / 土壌呼吸 / 大気境界層

Research Abstract

本研究の目的は、様々な植生上における蒸発散量、顕熱フラックス、CO2吸収量の時空間スケール(周波数)依存性を明らかにすることにある。初年度となる本年度はまず、データの取得を目的として、(独)森林総合研究所富士吉田試験地において、赤マツを中心とする森林において既設のタワーを利用した観測を行った。定常的なモニタリング観測を継続するとともに(Ohtani et al.,2005;Yamamoto et al,2005)、今後の精度向上のための測定手法の改良を行った(安田ほか,2005,溝口ほか,2006,Asanuma et al,2005)。また、2005年9月より2ヶ月間、定常観測にさらに観測機器を加えた集中的な観測を行った。森林キャノピー内外で計5高度の顕熱フラックス観測、計3高度での蒸発散量およびCO2吸収量の観測、計8高度のプロファイル観測を行い、計約60日間分の良質の乱流データを取得した。これまでにこの大量のデータの品質チェックを行った。この富士吉田試験地において得られたデータは、今後の本研究においてさらに解析が行われる予定である。また、他のサイトにおいて得られたデータを用いて、予備的な解析を行った。モンゴルにおける草原・森林の観測データから、蒸発散量、顕熱フラックス、CO2吸収量の年内変動の要因を解析した結果、森林と比較して草原における地表面熱収支およびCO2吸収量が、降水量と降雨後の土壌水分量に大きく依存することが明らかとなった(Li et al,2005a,2005b,2006a,2006b)。また、チベット高原上における観測データをもとに、境界層対流スケールの対流活動が温度と湿度の変動に影響を与え、ボーエン比法のように両者の相似性(渦拡散係数の同一性)を用いた計測手法の精度を悪くすることを明らかにした(Asanuma et al,2005)。また、水田上における観測データにウェーブレット変換を適用し、乱流とメソスケールの境界域において輸送される顕熱および水蒸気フラックスの性質を明らかにした(Saito et al.,2005)。

Research Products

• [Journal Article] Measurements of regional sensible heat flux over mongolian grassland using large aperture scintillometer. (2006)
  • Author(s): Asanuma, J., Iemoto, K.
  • Journal Title: Journal of Hydrology (印刷中)
• [Journal Article] Evapotranspiration from a Mongolian steppe under grazing and its environmental constraints. (2006)
  • Author(s): Li, S.-G., Asanuma, J., Kotani, A., Davaa, G., Oyunbaatar, D.
  • Journal Title: Journal of Hydrology (印刷中)
• [Journal Article] Energy partitioning and its biophysical controls above a grazing steppe in central mongolia. (2006)
  • Author(s): Li, S.-G., Eugster, W., Asanuma, J., Kotani, A., Davaa, G., Oyunbaatar, D., Sugita, M.
  • Journal Title: Agricultural and Forest Meteorology (印刷中)
• [Journal Article] 渦相関法によって生態系呼吸速度を評価する際の問題点-間欠的な乱流状態下での摩擦速度補正について- (2005)
  • Author(s): 安田幸生, 渡辺力, 大谷義一, 溝口康子
  • Journal Title: 農業気象 61・3 Pages: 177-187
• [Journal Article] Application of bandpass covariance technique to portable flux measurements over Tibetan plateau. (2005)
  • Author(s): Asanuma, J., Ishikawa, H., Tamagawa, I., Ma, Y., Hayashi, T., Qi, Y., Wang, J.
  • Journal Title: Water Resources Research 41・9 Pages: W09407
• [Journal Article] Year-round measurements of net ecosystem co2 flux over a montane larch forest in mongolia. (2005)
  • Author(s): Li, S., Asanuma, J., Kotani, A., Eugster, W., Davaa, G., Oyunbaatar, D., Sugita, M.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research, D, Atmospheres 110 Pages: D09303
• [Journal Article] Net ecosystem carbon dioxide exchange over grazed steppe in central mongolia. (2005)
  • Author(s): Li, S.G., Asanuma, J., Eugster, W., Kotani, A., Liu, J.-J., Urano, T., Oikawa, T., Davaa, G., Oyunbaatar, D., Sugita, M.
  • Journal Title: Global Change Biology 11 Pages: 1941-1955
• [Journal Article] Characteristics of CO2 fluxes in cool-temperate coniferous and deciduous broadleaf forests in Japan. (2005)
  • Author(s): Ohtani, Y., Saigusa, N., Yamamoto, S., Mizoguchi, Y., Watanabe, T., Yasuda, Y., Murayama, S.
  • Journal Title: Phyton 45・4 Pages: 73-80
• [Journal Article] Synthetic analysis of the CO2 fluxes at various forests in East Asia (2005)
  • Author(s): Yamamoto S., Saigusa N., Murayama S., Gamo M., Ohtani Y., Kosugi Y., Tani M.
  • Journal Title: Plant Responses to Air pollution and Global Change (Omasa K., Nouchi I., De Kok L.J.(Eds.))(Springer) Pages: 215-225
• [Journal Article] 小型CO2センサの応答特性比較およびその特性を考慮した出力値の補正法 (2005)
  • Author(s): 溝口康子, 大谷義一
  • Journal Title: 農業気象 61・4 Pages: 217-228
• [Journal Article] Low Frequency Contributions to Heat, Water Vapor and Carbon Dioxide Fluxes Measured over Boreal Forest and Rice Paddy Field in Japan (2005)
  • Author(s): M.Saito, J.Asanuma, A.Miyata
  • Journal Title: Proc.International Conf.Research Highlights and Vanguad Tech.on Env.Eng.in Agricul.Systems