Assessment of influence of water and biogeochemical fluxes on Arctic amplification

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起源追跡の利点を持つ同位体比の変化に基づいて水循環の変化を評価するために、既存の降水同位体観測地点であったヤクーツクとフェアバンクスのサイトに加え、カナダのケンブリッジベイにおいてサイトを新設して、土壌水、積雪水、及び河川水の採水を継続した。植生の成長と永久凍土の荒廃によって変化する地表面状態を高精度の時・空間スケールの衛星観測データを用いて開発したモデルを用いて蒸発散量の変化を評価し、温暖化によって変化する凍結・融解のタイミングが蒸発散に増加に影響していたことを明らかにした。降水から流出するまでの水の滞留時間を計算するプロセスとトリチウムのスキームをCHANGEに取り込み、ヤクーツクの観測サイトを対象にしてモデルの検証を行った。そのモデル実験を通して、地面蒸発と蒸散は土壌の表層部から相対的に滞留時間が短い1年以下の土壌水を利用していたことが分かった。気温上昇の影響により蒸発散の開始タイミングが早まっており、そこに蒸発散量も増加トレンドにあり、それらの変化が土壌水の滞留時間をさらに短くする、言わば水循環の強化と繋がっていることを確認した。1979－2018年の間にシベリアの河川流出量が増加トレンドを示し、その増加は冬季と春季に増加していた流出量の影響であったこと、そして秋季に増加していた降水が季節を跨いで春季の流出量の増加に寄与していたことが明らかになった。特に暖候期降水の増加が河川流出量の増加に顕著に影響していたが、地下氷融解水の影響は非常に小さかったことが明らかになった。改良した全球同位体循環モデルを用いて北極海の海氷状態だけを変えた感度実験を行い、海氷減少が陸域の水循環の強化を起因するほどではないことを確認した。