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Preliminary calculations for high-resolution regional mapping of cloud water deposition and water sustainability for vegetation

植生への霧水沈着と水資源持続可能性の高解像・広域マッピングのための試験計算

堅田 元喜; 永井 晴康  

Katata, Genki; Nagai, Haruyasu

乾燥度のマッピングは、乾燥地域を定義するうえで最も重要な情報である。本研究では、陸面モデルと気象モデルを用いた植生の水資源の持続可能性を示す指標($$WSV$$)を導出する新しい方法を提案する。$$WSV$$は、植生による水要求(水資源にかかわらず植生が持続すると仮定したときの蒸発散量)と大気からの水供給(降水量,地表面流出量、及び霧水沈着量から計算)の比として定義される。現状の気象場を再現するために、3次元メソスケール気象モデルMM5を用いてシミュレーションを実施した。各計算格子に精緻な陸面モデルSOLVEGを適用し、幾つかの植生種への霧水沈着量と$$WSV$$を評価した。この方法を、西アジアの乾燥地域における広域・高解像度(水平6km格子)な霧水沈着量と$$WSV$$のマッピングに適用した。紅海沿岸の山岳地域では、樹木林への霧水沈着量が年間60mm(降水量の30%)を超えた。霧による水供給は、樹木の生息において重要な役割を果たしていることが示された。$$WSV$$に基づき再現された潜在植生分布は、現状の植生分布と一致した。本手法によって計算される$$WSV$$は、乾燥地域における植物の生長のための利用可能な水資源を評価するうえで有効である。

A new methodology to evaluate an index of Water Sustainability for Vegetation ($$WSV$$) is proposed. $$WSV$$ is defined as the ratio of water supply (considering rainfall, surface runoff and fog deposition on vegetation) to demand (evapo-transpiration) by vegetation. Simulations using a mesoscale meteorological model (MM5) were employed to make meteorological fields. At each simulation grid, fog deposition and $$WSV$$ were quantified by a detailed land surface model (SOLVEG) for several vegetation species. This method was applied to develop the high spatial resolution (6 km) maps of fog deposition and $$WSV$$ at arid areas in West Asia. At the coastal highland areas along the Red Sea, trees captured a large amount of fog water (60 mm yr$$^{-1}$$; 30 % of precipitation). The potential vegetation map derived from $$WSV$$ corresponded to the current vegetation map. The proposed method is effective to evaluate water availability for plants surviving under the arid environment.

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