共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 寒冷圏の水文気象変動観測と陸面モデル検証の改良
新規・継続の別 継続（平成24年度から）
研究代表者／所属 海洋研究開発機構
研究代表者／職名 主任研究員
研究代表者／氏名 飯島慈裕

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 朴昊澤 海洋研究開発機構 主任研究員

2

 中路達郎 北大・北方センター 助教

3

 下山宏 北大低温研

研究目的 寒冷圏での水文気象変動について、新型の観測システムでの通年観測を行い、有効性を共同で検証する。土壌の物理性と地上気象（特に冬季降水量）を合わせて測定し、これらを入力値・パラメータとした陸面モデルの適用によって地上〜土壌部間の熱・水循環過程の検証とその高度化の知見を得る。本研究で、鉛直分布測定用に開発された土壌水分計に地温測定を合わせたシステムと重量式降水量計を導入し、その有効性を明らかにするとともに、この観測データを用いた陸面モデルの地温・土壌水分変動の検証手法を確立することで、今後の寒冷圏陸域の観測研究の改良のための知見を蓄積する。
　　
研究内容・成果 寒冷圏陸域では、土壌の凍結融解と土壌水分の動態が地表面上の植生、大気との熱・水循環において重要な役割を果たす。海洋研究開発機構では、ロシア、モンゴル、アラスカなどの北半球寒冷圏の観測サイトで、凍土-植生-水文の諸過程を統合的に観測している。しかし、これらの物理過程の理解をより進めるためには、寒冷圏陸域の観測・解析研究をしている低温研との共同研究によって、国内の観測地で新規の測定システムの有効性を確かめる改良を進め、システムの改善を図るとともに、観測データを用いた陸面モデルの検証・改良を進める手法を実証していくのが効果的である。そこで本研究では、気象（特に冬季降水量）・地温・土壌水分の変動に関する観測を、北海道大学苫小牧研究林において実施した。
平成25年度の研究成果は、2013年11月に北海道大学・苫小牧研究林にて継続中の地温（サーミスタ）と土壌水分（EnvironSMART）の鉛直プロファイルの観測データを取得し、同時に重量式降水量計（GEONOR）も施設脇に新設し、冬季降水量の観測を開始した。合わせて陸面モデルの数値実験を進めた。土壌水分はTDR型のセンサーも同一箇所に設置し、比較検討を行う体制とした。1月に降水量計のデータ取得を行い、冬季間における観測値の妥当性について解析を進めた。これらの気象・地温・土壌水分の観測データは、解析を共同で実施し、本観測手法の有効性を確かめると同時に、観測データと研究林内の熱・水フラックス測定データと連携させて、1次元水循環過程を評価する。陸面モデルについては、CHANGEモデルによる凍結過程を含む地温・土壌水分変動の数値実験を開始し、シベリア・ヤクーツクの観測データに基づいて検証を開始した。こちらも、今後は苫小牧研究林での観測データを利用した検証と比較を進める。
　　
成果となる論文・学会発表等 Iijima， Y.， A. N. Fedorov， et al. Spatio–temporal variations in permafrost and boreal forest degradations in central Yakutia. Proceedings of The 2nd International Conference on Global Warming and the Human–Nature Dimension in Siberia， 39–41， 2014.