Improvement of a land surface model for accurate prediction of surface energy and water balances

地表面エネルギー・水収支の高精度な予測のための地表面モデルの高度化

堅田 元喜

Katata, Genki

大気-陸面間の熱・水交換過程を高精度に評価するために、土壌中の蒸発・吸着過程や植生への雲(霧)水沈着過程などの新しいスキームを、CO交換過程を含む大気-土壌-植生1次元モデル(SOLVEG2)に導入した。著者は、これまでの研究でこのモデルを乾燥地域に適用し、これらの物理過程が地表面エネルギー・水収支に重要な影響を与えることを示した。本報告では、大気・土壌・植生サブモデルのそれぞれ導入された新しい物理スキームに関する物理方程式、及び改良したモデルの利用方法について、詳細に記述した。今後、開発したモデルに土壌-植生間の炭素交換,大気から陸面への物質沈着,植物のストレス・生長・動態などを組み込むことによって、地球温暖化や干ばつなどの気候変動の影響を含めた放射性物質等の環境負荷物質による生態系への影響を評価・予測することが可能となる。

In order to predict energy and water balances between the biosphere and atmosphere accurately, sophisticated schemes to calculate evaporation and adsorption processes in the soil and cloud (fog) water deposition on vegetation were implemented in the one-dimensional atmosphere-soil-vegetation model including CO exchange process (SOLVEG2). Performance tests in arid areas showed that the above schemes have a significant effect on surface energy and water balances. The framework of the above schemes incorporated to the SOLVEG2 and instruction for running the model are documented. With further modifications of the model to implement the carbon exchanges between the vegetation and soil, deposition processes of materials on the land surface, vegetation stress-growth-dynamics etc., the model is suited to evaluate environmental loads to ecosystems by atmospheric pollutants and radioactive substances under climate changes such as global warming and drought.