統合陸域シミュレータによる陸域水循環シミュレーション：積雪過程に着目して

使用集成陆地模拟器进行陆地水循环模拟：关注积雪过程

• 批准号: 21K04269
• 负责人: 新田 友子
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04269/
• 关键词: 統合陸域シミュレータ; 陸モデル; 積雪・融雪過程; 積雪融雪過程; 陸域水循環シミュレーション; 統合陸域シミュレータ; 陸モデル; 積雪・融雪過程; 積雪融雪過程; 陸域水循環シミュレーション

気候モデルによる将来の気候変動予測は、気候変動に関する政府間パネル第6次評価報告書にまとめられた最新の研究から産業界に至るまで幅広く利用されている。大気・海洋・陸から構成される気候モデルにおいて、陸モデルは大気モデルへ下部境界条件を提供し、土壌水分・積雪はメモリとしての役割を持つ。そのため、陸域過程を正確・詳細にモデル化することは、気候モデルの高度化・精緻化のために重要な課題のひとつである。本研究では、統合陸域シミュレータ（ILS）において、特に積雪過程に着目して改良を行い、陸域水循環シミュレーションの改善が気候モデルの精度向上に寄与するのかどうか明らかにすることを目的としている。今年度は主に、積雪スキームの改良と、気候モデルMIROCの大気モデルとILSを結合したAGCM実験に取り組んだ。積雪スキームの改良に関しては、特に北方林地域の地表面アルベドのバイアス改善を目指し、積雪時の個葉のアルベドを計算するスキームを改良した。キャノピー上の積雪量と個葉のアルベドの非線形な関係を考慮できるよう改良した結果、積雪域の地表面アルベドのバイアスが全体として低減され、特に堆積期のバイアス改善が顕著であることが示された。また、昨年度準備したCGCM実験よりも計算負荷が軽く、積雪の大気への影響を評価するには大気・陸域結合実験で十分と考えられることから、AGCM実験に向けた準備を進めた。ILSとMIROC大気モデルを、ILSの結合インターフェイスを通して結合し、大気モデルが計算する地表面の気象変数とILSが計算する地表面フラックス等の変数を交換しながら実験を行なった結果、20年間の計算が問題なく動作することを確認した。国際的な陸モデルベンチマークプロジェクトの参加に関しては、フラックス観測のサイトを対象としたILS実験の結果を提出し、結果について議論した。

使用气候模型的未来气候变化预测被广泛使用，包括政府间气候变化对行业的第六次评估报告中汇编的最新研究。在由大气，海洋和陆地组成的气候模型中，土地模型为大气模型提供了下边界条件，土壤水分和积雪覆盖起着记忆作用。因此，对土地过程的准确和详细的建模是改善气候模型的重要问题之一。这项研究旨在澄清改进对综合土地模拟器（ILS）特别是降雪过程，以及改善土地水文循环模拟的改进是否有助于提高气候模型的准确性。今年，我们主要致力于改善将大气模型Miroc与ILS结合的降雪方案和AGCM实验。关于降雪方案的改善，我们改善了在降雪过程中计算单个叶子反照率的方案，旨在改善表面反照率的偏见，尤其是在北方森林地区。改进，允许在雪地上的降雪与单个叶子的反照率之间的非线性关系显示在雪地的总体上可以减少，这表明雪地区域的表面反照障碍的偏差改善特别明显。此外，计算负担比去年准备的CGCM实验更轻，并且由于认为大气和土地耦合实验足以评估雪对大气的影响，因此我们进行了AGCM实验的准备。通过ILS耦合界面组合了ILS和Miroc大气模型，并在将大气模型计算出的地面上的天气变量与ILS计算的表面通量交换时进行了实验，结果，在过去20年中，计算在过去的20年中没有任何问题。关于参与国际土地模型基准项目，提交了针对通量观察地点的ILS实验的结果，并讨论了结果。