Belmon Forum CRA Arctic Observing and Research for Sustainability

持続可能性のための北極観測と研究

20150406 ARC-HU 異分野連携勉強会

杉本敦子 地球環境科学研究院

Atsuko SUGIMOTO Faculty of Environmental Earth Science

東部ロシア北極域永久凍土上の生態系と都市と村落の炭素収支

C budget of ecosystems and

cities and villages on permafrost

in eastern Russian Arctic (COPERA)

3ヶ国 Japan, Russia, USA 共同研究

1-The natural and living environment – focusing on in-depth

understanding of the nonlinear physical and biological interactions within the

Arctic.

2-The built environment and infrastructures – including but not

limited to housing and transportation structures, energy, and communications

technologies, climate-resilient materials, and sustainable observing designs.

3-Natural resource management and development –comprising drivers and impacts both in natural and human systems, within the

Arctic and interaction with the rest of the world, including food and water security.

4-Governance – addressing the interactions between actors and

organizations that govern the future of the Arctic, from local and tribal to

international scale, and their impacts on the natural environment.

Call Objectives

international consirtium of three or more countries

integration across the natural sciences and social sciences

to include end-users, policy-makers or other relevant

stakeholders

to include science products, which are directly applicable,

available and usable to relevant stakeholders.

engagement of community participants or other stakeholders

in the planning, design, and completion of the research

to describe how information generated in the course of the

project will be captured, stored and managed.

detail plans for longer-term archiving of data

communication plans to make the scientific and stakeholder

communities aware of available data, products, and relevant

findings

Proposal Requirements

Arctic amplification

Temperature rise in the arctic is

much larger than the global mean

→ ice albedo feedback (positive feed back)

Temperature rise in past 50 years

trend along latitude

UNEPHalf in total area of boreal forest is larch forest

deciduous conifer (Larch)

Siberian Taiga consists of deciduous conifers

Distribution of permafrost and forest

Definition of permafrost:

Ground that remains at or below 0°C for

at least 2 consecutive years

Yakutsk

population

about 300,000

Fairbanks

population

about 35,000

Cities on the permafrost

都市部の経済成長地方の人口減少・経済縮小

Warming (& extreme events) → impact on ecosystem

degradation of permafrost

Change in CO2 budget(increase in emission)

Ecosystem

Society

Rapid growths of population

and economy of large cities

Rapid increase in

energy consumption (with various problems)

damage on infrastructure

= Shrink of population and

economy of rural area

Increase in energy cost

+ difficulty in maitenance

of infrastructure

Increase in CO2 emission

backgraound

北極圏

タイガ域

Objetives to estimate C budget for

territory of Sakha (Yakutia)-observations for

ecosystem-field survey and

statistical data analyseson energy consumptionfor urban and rural settlements

to establish monitering

network on permafrost

and temperature

analysis of economic

growth and develpment

CO2収支を比較：自然生態系のCO2吸収量とエネルギー消費によるCO2排出量コストの解析

杉本敦子 （全体研究代表） 北海道大学 大学院地球環境科学研究院 教授田畑伸一郎 北海道大学 スラブ・ユーラシア研究センター センター長教授石川守 北海道大学 大学院地球環境科学研究院 准教授藤井賢彦 北海道大学 大学院地球環境科学研究院 准教授瀬戸口剛 北海道大学 大学院工学研究院 教授早坂洋史 NPO法人北海道水文気候研究所 研究員波多野隆介 北海道大学 大学院農学研究院 教授鈴木力英 海洋研究開発機構 地球表層物質循環研究分野 分野長佐藤永 海洋研究開発機構 地球表層物質循環研究分野 研究員飯島慈裕 海洋研究開発機構 北極環境変動総合研究センター 主任研究員永井信 海洋研究開発機構 地球表層物質循環研究分野 主任研究員太田岳史 名古屋大学 大学院生命農学研究科 教授小谷亜由美 名古屋大学 大学院生命農学研究科 助教

Mikhail PRISYAZHNY （ロシア側代表）北東連邦大学 副学長 准教授

Tuyara GAVRILYEVA 北東連邦大学 教授Trofim MAXIMOV 寒冷圏生物学研究所 部長／北東連邦大BESTセンターセンター長 教授Alexander KONONOV 寒冷圏生物学研究所 シニア研究員／北東連邦大 主任研究員Yury ZHEGUSOV 北方民族研究所 研究員／北東連邦大学 シニア研究員Roman NOGOVITSIN 北東連邦大 北極イノベーションセンター センター長 教授Nadezhda STEPANOVA 北東連邦大学 北極イノベーションセンター 副センター長Nikita BOCHKAREV ヤクート科学センター 研究員Alexander SAFRONOV サハ共和国（ヤクーチア）首長府副長官Georgi MIKHAILOV ヤクーツク市 副市長Tatyana SIVTSEVA サハ共和国（ヤクーチア）産業省エネルギー産業課主任専門官

Kenji YOSHIKAWA（米国側代表） アラスカ大学フェアバンクス校 水理環境研究センター 教授

日本

ロシア

米国

Members

Task 1 Observations

Task 1a Permafrost monitoring with society

Task 1b Detection of climate change and weather

observations with society

Task 1c C budget of taiga and tundra ecosystems

Task 2 Investigation of C flow in human society on permafrost

Task 2a Industrial and household C flow (Fuel industry,

Agriculture)

Task 2b Energy consumptions in cities and villages

Task 2c Economical growth and development

Research structure

Task 1 Task 2

a Permafrost b Climate c C budget a Industry b Energyc

Economics

JapanIshikawa

Iijima

Iijima

Sugimoto

Sugimoto *

Ohta

Suzuki

Sato

Hayasaka

Tabata

Hatano

Fujii

SetoguchiTabata

RussiaPrisyazhniy

Mikhailov

Maximov *

Zhegusov

Terentyev

Maximov

Kononov

Terentyev

Nogovtsin*

Prisyazhniy

Stepanova

Bochkarev

Svitseva

Prisyazhniy *

Gavrileva

Nogovitsin

Terentyev

Gavrileva *

Nogovitsin

Safronov

Govern-

mental

Administration of

President and

Government of

Sakha, Department

of Perslnal Politics

and state and

municipal

management

Education

Hydromet

Branch of

Yakutsk

Education

Ministry of

Nature

Protection

Ministry of

Industry

Ministry of

Economy

Ministry of

Housing,

communal

services and

Energy

Administration of

the City District

"Yakutsk"

Ministry of

Economy

State

Committee

of

innovation

policy

USA Yoshikawa * Yoshikawa

Expected outcomes

自然生態系C flux 観測（タイガ２点、ツンドラータイガ境界１点）

衛星データによる広域評価生態系モデル計算

サハ共和国内の年間CO2収支と変動要因

人口と燃料使用量解析 エネルギー消費によるCO2排出量燃料種類別のCO2排出量、エネルギー効率人口の変化と燃料コストのシナリオ

永久凍土と気温観測網・過去の気温解析

地域ごとの気温・地温変化トレンド（現状把握）

経済状況とエネルギー資源の解析

開発シナリオ

住民・行政との協同のポイント

小中学校・高校での永久凍土と気温の観測網構築NEFUの学生を通してアウトリーチ活動を実施する北大とNEFUの学生の交流を通してアウトリーチ活動をバックアップ

共和国レベル、ヤクーツク市、各地区行政担当者と情報共有

統計データ等の提供、データ解析の一部も分担

ヤクーツクでのロシア国内会議（＆シンポジウム等）で成果提示

ロシア側メンバーによる審議会、委員会への成果の還元、貢献

→ 将来の選択に対して科学的データや提言を提示

大学院生（日本・ロシア）を共同研究に参加させる

→将来、各学術分野、学校・行政で活躍する人材

北極圏

タイガ域

Task １観測

C budget of ecosystems and cities and villages on

permafrost in eastern Russian Arctic (COPERA)

東部ロシア北極域永久凍土上の生態系と都市と村落の炭素収支

衛星データと生態系モデルによる広域評価

サハ共和国内の生態系炭素収支推定凍土・生態系の変化シナリオ提示

Task 2

燃料消費量と価格、人口などの統計データの解析、現地調査、経済情勢の分析

サハ共和国内の人間活動による炭素放出量推定集落の人口と燃料コスト解析最適な燃料使用

将来のシナリオ提示

ロシアサハ共和国