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; 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。

This research reproduces topographical changes and collapses that are thought to be caused by severe global warming in the permafrost zone using a pseudo-3D wide-area simulation model that combines a vertical freeze-thaw model from the atmosphere to the ground surface to the permafrost layer, and a groundwater flow model in a two-dimensional planar space, and considers the causes and countermeasures for deterrence.最初计划的模拟程序是根据最新的降雪和降雪信息建模和开发的。这使得由于近年来发生的异常降雪，可以评估冬季的热绝缘效应，并为与永久冻土解冻的关系提供了一定程度的知识。另一方面，由于199号大流行和乌克兰的情况，最初计划在西伯利亚进行的现场调查是不可能的，因此尚未与最新观察结果进行比较。目前，我们正在通过与地面温度测量结果进行比较进行验证和分析，而阿拉斯加和山区冷冻的陆地不受观察约束的影响。此外，通过比较基于到目前为止拍摄的卫星图像的INSAR分析结果，并获得了合理的分析结果，研究了在环境变化和环境干扰的位置使用中尺度模型进行冻结分析。为了进一步提高分析的准确性，需要对局部地质的详细分析，而挑战是无法进行现场调查。这些研究结果计划在2023年举行的国际会议上提出。整个过程都在顺利进行，不包括现场调查和比较本地数据，以及将其发布到2023年的多个期刊之后，该期刊在2023年，即推迟了一年的最后一年，还将提及对环境无关的区域以及其他因素造成的，以及其他因素不引人注目。