温暖化による永久凍土地帯の地形変形を追う：広域数値シミュレーションによる未来予測

跟踪全球变暖导致的永久冻土带的地形变形：使用广域数值模拟进行未来预测

• 批准号: 21K18738
• 负责人: 蟹江 俊仁
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18738/
• 关键词: 永久凍土; 凍結融解; 数値シミュレーション; 地形変形; 地球温暖化

本研究は、永久凍土地帯で深刻化する温暖化によると思われる地形変化や崩壊を、大気から地表面を経て永久凍土層に至るまでの鉛直方向の凍結融解モデルと、二次元平面空間での地下水流動モデルを組み合わせた疑似三次元広域シミュレーションモデルにより再現し、その原因と抑止対策を考えるものである。当初より計画していた「降雪・降水・蒸発」を見込んだシミュレーションプログラムは、最近の降雪・積雪情報に基づいてモデル化を実施し、整備が進められた。これにより、近年、発生する異常降雪による冬場の断熱効果も評価できるようになり、永久凍土融解との関係性に一定の知見が得られることとなった。その一方で、当初予定していたシベリアでの現地調査は、コロナ禍やウクライナ情勢の影響を受け、実施ができなかったため、最新の観測結果と比較することは行われていない。現在、観測の制約を受けないアラスカや山岳凍土地帯での地中温度計測結果との比較等を通じて検証解析を進めているところである。また、環境変化、環境擾乱発生箇所におけるメソスケールモデルでの凍結融解解析は、これまでに撮られた人工衛星画像に基づくInSAR分析結果との比較により、地表面沈下量の検討を進めており、概ね妥当な解析結果が得られている。解析精度をさらに向上させるためには、現地地質の詳細な分析が必要であり、現地調査ができないことが課題となっている。なお、これらの研究成果は2023年度に行われる国際会議で発表予定となっている。全体を通じて、現地調査や現地データの比較を除いて順調に進められており、一年延期した最終年度である2023年に複数のジャーナルに投稿した上で、環境擾乱などによる地形変化が懸念される地域を対象に、その抑止対策等についても言及する予定である。

这项研究使用从大气到地表再到永久冻土层的垂直冻融模型和二维平面空间模型，研究了永久冻土区被认为是由日益严重的全球变暖引起的地形变化和塌陷。将使用结合地下水流模型的伪三维广域模拟模型来再现这种情况，并考虑其原因和预防措施。从一开始就计划好的考虑降雪、降水和蒸发的模拟程序，根据最近的降雪量和降雪信息进行了建模，并取得了进展。这使得评估近年来发生的异常降雪造成的冬季隔热效果成为可能，并为与多年冻土融化的关系提供了一定程度的认识。另一方面，由于受新冠肺炎疫情和乌克兰局势的影响，原计划在西伯利亚进行的实地调查未能进行，因此尚未与最新的观测结果进行比较。目前，我们正在通过与不受观测限制的阿拉斯加和山地冰冻地区的地下测温结果进行对比进行验证分析。此外，我们正在使用中尺度模型对环境变化和环境干扰发生的地点进行冻融分析，并通过将结果与基于迄今为止拍摄的卫星图像的InSAR分析结果进行比较来检查地表沉降量。 ，得到了合理的分析结果。为了进一步提高分析精度，需要对当地地质进行详细分析，而无法进行实地调查是一个问题。这些研究成果计划在2023年举行的国际会议上公布。一切进展顺利，除了实地调查和实地数据比较之外，由于担心环境干扰导致的地形变化，将于2023年（推迟的最后一年）提交给多个期刊，我们还计划讨论区域性问题。威慑措施。

项目成果

Mesoscopic-Model Simulation of Freeze and Thaw with Groundwater Flow for Terrain Change in Permafrost Regions

多年冻土区地形变化的地下水流冻融细观模型模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: Hitomu Kotani;Kazuyoshi Nakano;矢ヶ井那津・田中尚人;田中尚人・坂井華海;Guribosutan Kinugawa and Riki Honda;中澤悠悟，本田利器，小谷仁務;阪上 健，内田龍彦;佐伯雄一，中田一騎，内田龍彦;Tatsuhiko Uchida;橋本 光生，内田 龍彦;Jiang Yicheng，内田 龍彦;中田 一騎，細井 啓示，内田 龍彦，永井 秀和;蟹江 俊仁
• 通讯作者: 蟹江 俊仁