2022 Fiscal Year Annual Research Report

High-resolution Climate Reconstruction Toward Expansion of Historical Socio-Hydrology in Japan

Publicly Offered Research

Project Area	Integrated Sciences for Sustainable Human-Aqua Environment
Project/Area Number	22H05228
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	岡崎淳史弘前大学, 理工学研究科, 助教 (10790842)
Project Period (FY)	2022-06-16 – 2024-03-31
Keywords	古気候復元 / データ同化 / d4PDF / 古日記
Outline of Annual Research Achievements	地球温暖化と水利用の変化により様々な水に関する問題が顕在化し、今後さらなる深刻化が予測される現代において、水と社会の相互関係を理解する必要がある。本研究では、日本における水害や渇水と社会の相互関係を歴史的に紐解くことを可能にするデータセットを開発することを目的とする。公募研究初年度である令和4年度は、日本域の気候復元に向けて観測情報、第一推定値の取得と整理、及びデータ同化システムの構築を行なう。日本域古気候復元に向けて古日記記載の天気情報を取得した。具体的には、佐賀県武雄市歴史資料館に保存されている武雄鍋島家の「御日記草書」「御日記地取」「日記地」「武雄御逗留中控」から、天気情報が記載されている項を写真で撮影し、整理・保存した。これにより、江戸時代における日々の天気情報を得られることができ、既存の古日記情報と合わせることでより高精度の復元が可能になる。また、日本域古気候復元に向けて第一推定値となるモデルシミュレーションデータを取得した。本研究では、大量のアンサンブルメンバーが入手可能である「地球温暖化に資するアンサンブル気候予測データベース（d4PDF）」のうち、日本付近のみを高解像度で再現する領域モデル実験の過去実験を用いる。本年度は過去実験3000年分（60年×50メンバー）をダウンロードし、次年度の復元に向けてデータの整形を行なった。上記の観測情報と第一推定値を融合し解析値を得るデータ同化システムを構築した。データ同化アルゴリズムにはアンサンブルカルマンフィルタの一つである局所アンサンブル変換カルマンフィルタを用いた。観測情報と第一推定値をつなぐ観測演算子は次年度に開発する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 次年度に行う復元実験に向けて必要な準備を完了することができたため、おおむね順調に進展していると言うことができる。
Strategy for Future Research Activity	最終年度である次年度は、「晴れ」や「曇り」といった質的天気情報をd4PDFに含まれるモデル変数に変換する観測演算子の作成を行う。また、観測情報として、古日記情報だけでなく自然アーカイブに記録されている水同位体情報なども引き続き収集・整理する。これらを用いた過去400年間の日本域気候復元を行う。