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.

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1 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

2 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

3 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

4 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 ( , 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！！

5 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.

6 Experiment specifications
Period: ~ 1999 (spin-up 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 ( )/no biome shift Other: CO2 tracer exp.( )/ensemble exp. ( )

7 Land use change 1900 1950 1990 Fraction of crop land 0.0 0.5 1.0

8 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。

9 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( )

10 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

11 Interannual changes in Carbon pool
Total Soil+Litter Plant Anomalies of global Plant and Soil biomass (PgC; ）

12 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 ( ; 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; ）

13 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