Assessment of climate change impact on permafrost using numerical model

使用数值模型评估气候变化对永久冻土的影响

基本信息

批准号：
22KF0425
负责人：
朴昊澤
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0425/
关键词：
永久凍土陸面過程モデル地下氷活動層土壌水分

项目摘要

凍土の水・熱フラックスに対する地下氷の影響を評価するために陸面過程モデルCHANGEに地下氷のスキームを取り入れ、そのモデルをシベリアのチクシの観測サイトに適用してモデル検証を行った。地下氷を考慮した時、潜熱へのエネルギーの分配率が増え、従来のモデルにおける地温の高温バイアスが改善でき、観測した地温と活動層の季節・経年変化を精度よく計算していたことを確認した。特に、活動層に対する地下氷の抑制は苔層に匹敵するほど、最大40cmを低下させていたことが明らかになった。一方、温暖化の影響により地温が上昇した時、地下氷が融解して土壌は湿潤になり、凍土中に蓄積していた有機物の分解が早まることも考えられる。温室効果ガスに対する地下氷の影響を評価するために温暖化実験の結果（RCP 8.5）を用いて、2100年までに地下氷の有無のモデル実験を行った。地下氷を考慮した場合、2050年頃までに潜熱が大きくなり地温上昇を抑制していたが、その後から融解が急速に進み、2090年頃にはほとんど融解していた。しかし、地下氷の融解開始・終了のタイミングは氷の含量とその分布の深さによって異なっていた。地下氷の融解により土壌は湿潤になり、そこから土壌有機物の分解も進み、凍土から二酸化炭素とメタンの放出が大きくなっていた。この結果により、凍土の温暖化に対する地下氷の負の効果、そして融解時に温室効果ガスの放出を通しての北極温暖化の増幅に対する正のフィードバックを強めるメカニズムが明らかになった。一方、ほとんどの気候モデルが地下氷のプロセスを考慮していないことから、そのプロセスの取り込みが急務であると言える。

为了评估地下冰对冷冻土壤的水和热通量的影响，我们将地下冰方案纳入了土地表面工艺模型的变化中，并将模型应用于西伯利亚的捕蝇器观察站点以验证该模型。考虑到地下冰时，在常规模型中，能量分布率增加了潜热，改善了地面温度的高温偏置，并且可以准确计算观察到的地面温度以及季节性和年龄变化。特别是，揭示了在活性层上的地下冰的抑制降低了40厘米，可与苔藓层相当。另一方面，当地面温度由于全球变暖的影响而升高时，地下冰融化，使土壤湿，并且在冷冻土壤中积累的有机物的分解可能会更快。到2100年，使用全球变暖实验的结果（RCP 8.5）进行了模型实验，以评估地下冰对温室气体的影响。考虑到地下冰，到2050年左右，潜热量升高并抑制了地面温度的升高，但是从那以后熔化迅速进行，到2090年左右，它几乎融化了。但是，地下冰融化的时机因冰含量及其分布的深度而有所不同。地下冰的融化使土壤潮湿，土壤有机物的分解也会发展，从而增加了二氧化碳和甲烷从冷冻土壤中的释放增加。结果揭示了地下冰对冷冻土壤变暖的负面影响，以及通过融化后释放温室气体来增强北极变暖的积极反馈的机制。另一方面，由于大多数气候模型没有考虑到地下冰的过程，因此可以说结合该过程是紧急的。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Chinese Academy of Sciences, Lanzhou(中国)

中国科学院，兰州（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Continued Warming of the Permafrost Regions Over the Northern Hemisphere Under Future Climate Change

DOI：
10.1029/2022ef002835
发表时间：
2022-09
期刊：
Earth's Future
影响因子：
0
作者：
G. Hu;Lin Zhao;Tonghua Wu;Xiaodong Wu;Hotaek Park;Ren Li;Xiaofan Zhu;J. Ni;D. Zou;
通讯作者：
G. Hu;Lin Zhao;Tonghua Wu;Xiaodong Wu;Hotaek Park;Ren Li;Xiaofan Zhu;J. Ni;D. Zou;

温暖化が進行する北極陸域における水循環の成分分離

全球变暖加剧的北极地区水循环组成部分的分离

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
朴昊澤;鈴木和良
通讯作者：
鈴木和良

Water and heat coupling processes and its simulation in frozen soils: Current status and future research directions

DOI：
10.1016/j.catena.2022.106844
发表时间：
2023-03
期刊：
CATENA
影响因子：
6.2
作者：
G. Hu;Lin Zhao;Ren Li;Hotaek Park;Xiaodong Wu;Youqi Su;G. Guggenberger;Tonghua Wu;D. Zou
通讯作者：
G. Hu;Lin Zhao;Ren Li;Hotaek Park;Xiaodong Wu;Youqi Su;G. Guggenberger;Tonghua Wu;D. Zou