気候-陸域炭素循環結合モデルの開発 加藤 知道 地球環境フロンティア研究センター 22nd Sep 2005
そこで、気候ー陸域炭素循環結合モデルを開発 背景 気候 炭素循環 モデル多い Atm. CO2 in Maunaroa 陸域生態系 ppm そこで、気候ー陸域炭素循環結合モデルを開発
Sim-CYCLE+MATSIRO+AGCM NEP CO2 transport ua, va, Ta, qa, Ps, Prec, Rad↓ ua, va, Ta, qa, Ps, Prec, Rad↓ E, H,τ Rad↑ CO2a MATSIRO LAI Sim-CYCLE Ts, Tg
地球の炭素収支 目的： 20世紀の全球炭素循環を再現してみる！！ 放出源 吸収源 (1980-1989, PgC yr-1) 750 化石燃料消費 & セメント生産 5.5 土地利用変化 1.1 吸収源 大気 3.2 海洋 2.0 陸域生態系？ 1.4 (1980-1989, PgC yr-1) 2190 Schimel(1995) 目的： 20世紀の全球炭素循環を再現してみる！！
20世紀実験 入力する変数 sst, 固定CO2濃度 sst, CO2濃度 sst, CO2濃度, 土地利用変化 陸域のみ：1000年スピンナップ →定常化させる アンサンブル実験 1875 1900 1959 1980 1999 Spin up Transient exp.
Experiment specifications Period: 1900 ~ 1999 (spin-up 1875-1899 by GCM output data) AGCM: CCSR/NIES/FRCGC AGCM5.7b (grid: T42 (128x64), atm. layers: 20 layers, time step: 40min) LSM: MATSIRO (time step: 3hrs) TCCM: Sim-CYCLE (time step: 1day, 20 biome types) Forcing data: SST, Background atm. CO2 Land-cover: land-use change (1900-1999)/no biome shift Other: CO2 tracer exp.(1959-1999)/ensemble exp. (1980-1999)
Land use change 1900 1950 1990 Fraction of crop land 0.0 0.5 1.0
Gland Slam Protocolにおける土地利用の扱い(Houghton et al. 1983) (1) 開墾 植生バイオマス 1年分解プール 葉と幹 10年分解プール 大気 CO2 植生タイプ毎に 定められた比率 100年分解プール 根 土壌リター (2) 耕作放棄 一定のタイムラグの後に、元の植生が回復する。 このタイムラグは予め規定されておらず、各地域の生産力に応じて決めてやる。
Global Total for 100 yrs: 49.2 Pg C 土地利用変化による炭素放出量 Global Total for 100 yrs: 49.2 Pg C 100年間の積算量(1900-1999)
global NPP, HR, NEP and NEP-LUCefflux 全球CO2フラックスの年々変化 Carbon flux (Pg C yr-1) year NPP HR NEP NEP - LUC efflux global NPP, HR, NEP and NEP-LUCefflux
Interannual changes in Carbon pool Total Soil+Litter Plant Anomalies of global Plant and Soil biomass (PgC; 1900-1999）
Table. 全球炭素収支 (1980-1989; PgC/yr) 輸送モデルによる大気CO2濃度の年々変化 Table. 全球炭素収支 (1980-1989; PgC/yr) 化石燃料 Total 本研究 Houghton (2003) 実測値 化石燃料 +5.39 +5.40 海洋 -2.16 -1.70 陸域生態系 -0.53 -2.40 土地利用変化 +0.56 +2.00 Total +3.26 +3.30 陸域 海洋 全球平均大気CO2濃度 (ppmv; 1959-1999）
まとめ 今後の予定 ・ Sim-CYCLE+MATSIRO+AGCMの性能はまずまず ・ 土地利用変化の全球炭素収支への影響は大 ・ 土地利用変化の全球炭素収支への影響は大 ・ 統合モデルへの提供を完了 今後の予定 Example: Tair or CO2 conc. ・ 20世紀の結果について、詳細な解析 ・ 21世紀の将来予測 Coupled Uncoupled 1900 2000 2100