２００３年１２月１６日 炭素循環ー陸域サブサブグループ １ 他プロジェクトとの連携 （共生第３ - 生態、環境省Ｓ１、 GCP ） （ 11 月 10-11 日の合同会議を踏まえて） ２ 最近の進捗状況 ３ AGU-2004Fall 参加報告 ４ その他 共生第２課題 第１５回連絡会.

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2 ２００３年１２月１６日 炭素循環ー陸域サブサブグループ １ 他プロジェクトとの連携 （共生第３ - 生態、環境省Ｓ１、 GCP ） （ 11 月 10-11 日の合同会議を踏まえて） ２ 最近の進捗状況 ３ AGU-2004Fall 参加報告 ４ その他 共生第２課題 第１５回連絡会

3 人・自然・地球共生プロジェクト I. 地球温暖化「日本モデル」ミッション 1. 大気海洋結合モデルの高解像度化 2. 地球温暖化予測統合モデルの開発 3. 諸物理過程のパラメタリゼーションの高度化 ３ − １. 陸域生態系 ３ − ２. 大気海洋 4. 高精度・高分解能気候モデルの開発 II. 水循環変動予測ミッション 5. 広域水循環予測及び対策技術の高度化 6. 水資源予測モデルの高度化 III. 共通基盤技術 7. 四次元同化システムの高度化及びデータセットの整備

4 地球環境研究総合推進費（ GERF ） 戦略的研究開発プロジェクト 一言で言えば、京都議定書対策のプロジェクト 「 21 世紀の炭素管理に向けたアジア陸域生態系の統合的炭素収支研究」 S2 （ H15 〜） S1 （ H14 〜） 「陸域生態系の活用・保全による温室効果ガスシンク・ソース 制御技術の開発 - 大気中温室効果ガス濃度の安定化に向けた 中長期的方策 - 」 → 実体解明（サイエンス） → 対策技術（テクノロジー）

5 RR2002-3 生態＋ GERF-S1 への期待 ・改良された陸面特性入力データの提供 ・光合成、呼吸、分解モデルの高度化と 炭素収支推定精度の向上 ・フラックス観測サイトにおける検証 ：熱 / 水 / 炭素収支 → 統合陸域モデル ・陸域炭素循環モデル間の相互比較 ・リモセン / インバースモデルによる 広域スケールの検証データ ・土地利用変化の影響評価に関する示唆 ・撹乱の重要性に関する示唆 RR2002-2 統合モデルとの関係 陸域生態系過程の不確実性は非常に大きい

6 システム長 生態領域長 陸域ＧＬ 研究員 松野太郎 安岡善文 及川武久 伊藤昭彦 共生２共生３ - １環境省Ｓ１ FRSGC 代表 アドバイザリー ボード 運営委員長 炭素ＧＬ 統合モデル パラメタリゼーション （特にリモセン） モデル相互比較 フラックス比較 アジア実験 人 的 関 係

7 共生第３ - 生態 （文科省：年 1.3 億円） 総合推進費Ｓ１ （環境省：年４億円） キーワードパラメタリゼーション炭素管理 測定手法リモセン フラックス観測 プロセス研究 フラックス研究 プロセス研究 リモセン 大気 CO2 重要測定項目 LAI 、 NEE 、 NPPNEE 、 NPP 、土壌呼吸 対象地域 全球〜日本周辺 東シベリア 東 / 東南アジア 西シベリア データ公開？部分的に公開中 社会科学的側面なしある程度は考慮 京都議定書直接は意識しない意識する （特に第２約束期間） モデルプロセスモデル LPS インバースモデル

8 フラックス観測サイト アジア - シベリア日本国内

9 共生第３課題の内容 １ 東大生産研 近接〜衛星リモセンによるモデル化 例： MODIS データ (fAPAR 、 LAI) ２ 森林総研 フラックス観測、プロセス研究 林分調査のメタ解析 衛星データによる LAI 推定 ３ 北大 東シベリア地域の森林火災影響 カラマツ林のプロセス研究 FACE （野外での高 CO 2 濃度暴露実験）

10 パラメタリゼーション研究の例 PAR → PPFD 変換係数の改良 (FRSGC D.Dye 研究員の研究 ) 散乱光の PPFD 増加 主に熱帯での GPP 増加 変換係数 (W m – 2 →μmol photon m – 2 s – 1 ) 観測に基づく パラメタリゼーション

11 プロセス研究の例：ヤクーツク 光合成 呼吸、気孔 土壌呼吸 潅水実験 （火災実験） フラックス （熱・水・微量ガス） 植生遷移 凍土過程 LAI ・森林火災の影響 ・カラマツの生理生態 ・土壌過程 など

12 北大構内に設置されている FACE CO 2 噴出 落葉樹・針葉樹の稚樹 （数年以内に競争開始） 上手くいけば・・・ 生態系スケールでの CO 2 応答をパラメータ化

13 CO 2 応答のパラメータ化 短時間スケール 中長時間スケール ・個葉光合成の A-Ci 曲線 ・ RubisCO の特異性因子 ・気孔コンダクタンスの CO2 応答 ・個葉光合成の順化（ acclimation ） ・種間 / 機能型間の競争関係 ・栄養塩循環を介した内的 FB ・気孔閉鎖と土壌水分変化による FB

14 環境省Ｓ１課題の内容 １ プロットスケールの炭素動態観測 森林、草原、耕作地 フラックス観測、プロセス研究 ２ 地域スケールの CO 2 観測 西シベリア地域での CO 2 観測 地域インバースモデルによる炭素収支評価 ３ モデル研究（生態系、経済社会） 林分調査のメタ解析（ PlotNet ） 陸域モデルの相互比較 ゲーム理論を応用した京都議定書への対応戦略 ４ 総括 データ統合

15 飛騨高山サイト における モデル比較 冷温帯落葉広葉樹林

16 TsuBiMo による NEE 赤：シミュレーション 黄：観測 ( 移動平均 ) 青：観測 1999 20002001

17 Sim-CYCLE による NEE 赤：シミュレーション 黄：観測 ( 移動平均 ) 青：観測 199920002001

18 BAIM/Sim-CYCLE による GPP (97-98 年平均 ) BAIM→ Sim-CYCLE ↓ (g C m – 2 day – 1 ) 0 4 2 3 1

19 BAIM/Sim-CYCLE による NEP (97-98 年の差 ) BAIM→ Sim-CYCLE ↓ 97 年に放出大 吸収小 98 年に放出大 吸収小

20 季節・経年変化の比較 Pg C mon – 1 Sim-CYCLE ・経年変動小 ・ 97 年シンク ・ 98 年ソース BAIM ・経年変動大 ・ 97-98 年シンク (97 年＞ 98 年 )

21 Global Carbon Project との関係（予定） ・環境省Ｓ１のモデル相互比較を拡張する形で 国際モデル相互比較を提案する予定 （国環研の GCP オフィスが担当？） モデル相互比較❸：グローバル その他： ・ FLUXNET ・ TransCom （インバースモデル）

22 今後の予定 （ RR2002-3-1 および GERF-S1 との関係で） ・パラメタリゼーション改良（物理〜生物） ・撹乱過程（森林火災、土地利用変化）の評価 ・実測データによる検証 ・新しい入力データを用いた再シミュレーション （例：アジア地域の土地被覆データ最新版） ・国内＋国際モデル相互比較 ⇨統合モデルにおける陸域炭素部分の精度向上

23 問 題 点 ・海洋炭素循環は対象外 ・フラックスサイト分布の偏り ・プロジェクト間データ交換の自由度が不透明 ・撹乱過程の扱いが薄い（特にＳ１） ・対象とする現象の時間スケールが短い ・データ同化まで手が回っていない ・観測フロンティアの位置づけ ・ GAME 、 RAISE などとの関係

24 リモートセンシングへの期待 ・入力データの改訂（土地被覆など） ・撹乱発生の検出（火災、風倒、伐採など） ・広域的な生物季節的変化（葉フェノロジー） ・植生指数 ( 生産力 ) の経年変動 ・ Sub-grid スケール不均質性のパラメータ化 ・検証データ (fAPAR 、 LAI)

25 最近の進捗状況：陸域炭素Ｇ ・整備を外注していたコードが納品される パラメータと引数の整理、様式の統一 など ・「植生と炭素循環」訳本は最終段階に 至近の予定： ・現在環境下での再現性を確認（伊藤） ・生物季節の不自然箇所を改善（伊藤） ・土地利用変化 (C4MIP 用 ) の導入（市井）

26 AGU 2003Fall Meeting の参加報告 参加者：伊藤 （科研費若手Ｂでの参加） ：市井 （２１世紀 COE での参加） 共生第２に関連する研究発表（陸域） ・ GENESIS-IBIS の気候 - 生態系結合モデル ・ GFDL/ プリンストン大で気候 - 炭素循環 結合モデル（ LM3 ）を開発（動的植生を含む） ・ HadCM-SDGVM by D.J.Beerling 発表内容：伊藤：安定炭素同位体分別効果 市井：熱帯生産力の経年変動

27 その他：１ そろそろ共生２のＨＰは … 共生課題 （文科省） 共生３ - １ （東大生研） 環境省Ｓ１ （筑波大）

28 その他：２ AGU 2004 Joint Assembly 17-21 May, Montreal Biogeosciences B05 Recent Advances in Coupled Terrestrial Carbon Cycle and Climate Modeling Abstract 提出締切： 19 Feb, 2004 Chairs: Vivek Arora & Sharon Cowling To advertise, or not to advertise...

29 その他：３ 統合モデルの名前（伊藤案） FESTIVAR ( ふぇすてぃばる ) Frontier Earth System Treatment Integrating Various Aspects for RR2002 自己評価 ・無理なこじつけはないが、インパクトに欠ける？ ・１度目にウケを狙えない （２度目以降もシラケない、恥ずかしくない） ・やや長い、特に後半 （ Sim-CYCLE も８文字だけど … ） ・前例があるかもしれない （ネット検索では引っ掛からなかったが） ・ 生真面目な向きには、なおも言葉の遊びが過ぎるか？ KISSME ： Kyosei 2 Integrated earth SyStem Model on the Earth simulator