Montane ecosystem productivity responds more to global circulation patterns than climatic trends

低山帯生態系の生産活動は気候変動よりも地球大循環のパターンに応答する

Desai, A. R.*; Wohlfahrt, G.*; Zeeman, M. J.*; 堅田 元喜; Eugster, W.*; Montagnani, L.*; Gianelle, D.*; Mauder, M.*; Schmid, H. P.*

Desai, A. R.*; Wohlfahrt, G.*; Zeeman, M. J.*; Katata, Genki; Eugster, W.*; Montagnani, L.*; Gianelle, D.*; Mauder, M.*; Schmid, H. P.*

植物生産力とそれに付随する生物地球化学循環は、局地的な気象現象の主要な駆動力として働く大気大循環における季節から10年スケールの変動パターンに強く依存する。将来の気候変動に対して、地域スケールの生態系生産力と植物季節がどのように応答するかを理解するには、大気循環と上層大気圧パターンの予測の不確実性が、平均気温または降水量の予測の不確実性を上回ることから、上記の短期・中期的な駆動力を統合した解釈が必要である。本研究では、地上気象・植物季節・フラックスタワー・衛星データ等と数値シミュレーションを用いて、大西洋上の2種類の対流圏気圧場のパターンがヨーロッパのフェーン(南風)の流れとどのように相互作用し、冬季の天候に影響するかを明らかにする。これらの効果は、北部・中央アルプスでの初期植物生育期間の応答に対する冬季の降雪と土壌温度の強い影響によって、春季の生態系生産力と植物季節に重要な影響をおよぼす。大気循環の将来変化予測の改善は、気候変動に対する生態系の影響のより良い評価と気候的避難所の描写のために重要である。

Regional ecosystem productivity is highly sensitive to inter-annual climate variability, both within and outside the primary carbon uptake period. However, Earth system models lack sufficient spatial scales and ecosystem processes to resolve how these processes may change in a warming climate. Here, we show, how for the European Alps, mid-latitude Atlantic ocean winter circulation anomalies drive high-altitude summer forest and grassland productivity, through feedbacks among orographic wind circulation patterns, snowfall, winter and spring temperatures, and vegetation activity. Therefore, to understand future global climate change influence to regional ecosystem productivity, Earth systems models need to focus on improvements towards topographic downscaling of changes in regional atmospheric circulation patterns and to lagged responses in vegetation dynamics to non-growing season climate anomalies.