植生被覆および詳細な植物生理を考慮した陸域水循環の長期変動に関する研究

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本研究の目的は、陸域の水収支に影響のある地下水の動態を組み込んだ陸面水文モデルを用いて、グローバルな陸域の水収支が気候によってどのように決まっているのかを明らかにすることである。昨年度の研究で、気候学的平衡状態という新しい概念を提案し、陸面水文モデルの土壌物理過程の改良および土壌水分・地下水位の検証を行った上で、土壌水分の平衡状態と気候の関係を調べた。その結果、土壌や土地被覆によって分類することで土壌水分の一部は降水から線形回帰できることがわかっている。ここで得られた新たな改善点を踏まえ、以下の5つの内容を実施した。1.陸面水文モデルの土壌過程に地形に基づくパラメータを導入した。2.地下水位および土壌水分の初期状態が気候学的平衡状態に及ぼす影響を調べた。その結果、乾燥域や凍土域では土壌水分や地下水位、氷のあり・なしといった初期状態が長期間保存されており、地下水位の平衡状態に影響を与えるため、現在気候下での地下水位を知るには長期間前の状態を把握することが重要であると考えられる。3.気候学的平衡状態における土壌水分、地下水位、流出量について観測データをもとに詳細な検証を行い、モデルの推定値は気候値で議論するには十分であると判断した。4.気候学的平衡状態までの時間を気候学的平衡時間として概念を提案した。乾燥域では、1000年の計算を行っても気候学的平衡状態にはならず、現在気候では陸面の水文過程は遷移的な状態にあるのではないかと示唆した。5.気候と地下水位の関係について整理した。地下水位と気候の関係を整理すると、10[m]より浅い地下水位はエネルギー量によってコントロールされており、変化の仕方は土壌や土地によって異なることが明らかとなった。