イギリス:炭素隔離の先駆的研究
概要
気候変動との戦いにおいて、大気中の温室効果ガス濃度の上昇という地球規模の課題に対処するための革新的な解決策が生まれています。英国生態学・水文学センター (UKCEH) は、アベリストウィス大学などと提携して、この研究の最前線に立っています。Campbell Scientific社の最先端の渦相関システムを使用して、UKCEH はさまざまな作物による CO2 吸収を監視するプロジェクトを先導しており、主に多用途のススキ (エレファント グラス) に焦点を当てています。
課題
大気中の温室効果ガス濃度の上昇という差し迫った問題に対処するには、その地球温暖化への影響を総合的に理解し、その影響を緩和する必要があります。課題は、エネルギー安全保障と農村経済を維持しながら、大気中の CO2 濃度の削減に積極的に貢献する持続可能な解決策を見つけることです。
解決策
UKCEH は、キャンベル サイエンティフィック社の高度な渦相関システムを導入し、作物による大気中の CO2......
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ユタ州: フラックスステーション
ユタ州地質調査所は、ユタ州水利権局の支援を受けて、ユタ州全域に蒸発散量を測定するための渦相関観測所のネットワークを構築しました。これらの観測所は、陸地からの水の蒸発と植物による水の蒸散を合わせた量を測定します。消費的使用、つまり植物によって吸収され蒸散される水は、耕作地を含む植生地帯の蒸発散に大きく貢献します。
ユタ州の水管理者が農業活動によって節約または使用される水を正確に判断するには、同州における水使用の地上測定の改善が不可欠です。ユタ フラックス ネットワーク (UFN) の目的は 2 つあります。1 つは、渦共分散法を使用してフィールドでの蒸発散量を測定し、そのデータを衛星で収集した測定値と比較することです。この目的のため、UFN はこれまでに 4 つの渦共分散ステーションを設置しており、今後もさらに設置する予定です。
これらのステーションは、研究グレードの計測機器のコア セットから構築されています。各ステーションには次のものが含まれます。 データロガー(CR1000XまたはCR6)
統合型音波風速計付きガス分析装置 (IRGASON)
温度および相対湿度プローブ(EE181-L)
4ウェイネットラジオメーター(NR01-L)
土壌熱流計(HFP01-L)
土壌温度センサー(TCAV-L)
土壌水分センサー(CS655およびSoilVue™10)
機械式風速計と風向計
光合成有効放射線(PAR)センサー
太陽光発電システム 各観測所は、観測所の風上地域に出入りする水蒸気、CO2、エネルギーの動きを正確に測定します。純放射計と土壌センサーは、エネルギーバランスと土壌熱流束を研究するために使用されます。これらの機器はすべて非常に正確で、その多くは極めて高い速度で測定値を取得できます。
ユタ州サンファン郡の......
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中国:フラックス協力
このケーススタディでは、中国科学院清遠森林 CERN 研究所の不均一な地形におけるCO 2 /H 2O微量ガスフラックスを測定する理論と技術を探すためにCPEC310およびAP200システムを統合する方法について説明します。
CPEC310 (閉路渦相関システム) と AP200 (大気プロファイル システム) は、微気象センサー、硝酸塩関連の微量ガス分析装置、土壌表面 CO 2フラックス システムとともに、中国科学院清遠森林 CERN フィールド研究所における森林生態学と管理に関する研究を促進する 3 つの高さ......
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オーストラリア:生態学的研究
タスマニア州南西部にあるワラ長期生態学研究 (LTER) サイトは、湿潤ユーカリ林内の長期的な生態学的健全性と動態を監視するために 1995 年に設立されました。サイト面積は 15,900 ヘクタール (61.4 平方マイル) で、一部はタスマニア荒野世界遺産地域 (保護のために管理) に含まれ、一部は州有林 (木材生産を含む多目的に管理) に含まれています。サイトでの研究の主な研究目的は次の通りです。 過去の自然火災に起因する、混合年齢の高く湿ったユーカリの森における炭素蓄積と分解の生態生理学的プロセスと速度を研究する。
渦共分散微気象学的手法を用いて森林と大気の間の二酸化炭素、水蒸気、エネルギーの交換を測定する
生態生理学的プロセスと炭素蓄積および分解速度をサイトの生物相と関連付ける
フラックスタワーの測定をリモートセンシングデータおよび地表モデルと組み合わせて使用し、地域規模での炭素と水の純交換を拡大および推定する。......
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インド:水田の温室効果ガス
インドだけでなく世界人口の約半数にとって主食である米の栽培は、多くの人々の文化、生命、生活にとって極めて重要です。1942 年、ベンガル州の水田で壊滅的な着生褐斑病が発生しました。その結果生じた米不足と 1943 年のベンガル大飢饉を受けて、インド政府はインド農業研究評議会 (ICAR) を通じて、オリッサ州カタックに中央米研究所 (CRRI) を設立しました。CRRI は米の生産量を増やすという目標に挑戦しました。
ICAR(CRRI などを含む)とインドの農業大学の研究努力により、インドは飢餓に近い状況から脱し、世界第 2 位の米生産国となりました。しかし、この偉大なリーダーシップの役割には、インドの米生産の影響を監視するという、国だけでなく世界社会に対する大きな責任が伴いました。
人口増加により、世界の食糧需要が高まり、インドの稲作農家は、より多くの資源を消費することなく、より多くの収穫量を生み出そうと努力しています。この負担に加え、気候変動による気象パターンの変化によって、栽培環境はますます困難で予測不可能になっています。稲作の環境負荷を削減するという圧力が高まることで、これらの課題はさらに深刻化しています。CRRI は、環境を保護しながら、収穫量と効率の格差を縮め、稲作農家の収入レベルを向上させるために、どのように貢献できるでしょうか。
答えを求めて、ICAR は 2......
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ブリティッシュコロンビア州:森林炭素隔離
森林生息地は、他のどの陸上バイオームよりも炭素循環とプロセスに貢献しています。地球の陸上に貯蔵されている炭素の半分以上が、森林生態系の幹、枝、葉、根、土壌に貯蔵されていると考えられています。炭素吸収源としての重要性を考えると、科学界では、さまざまな森林生息地、および同様の特性を持ちながらも樹齢が異なる森林における総炭素隔離を理解し、定量化することがますます急務となっています。
2001 年、学界、カナダ政府機関、民間部門のパートナーシップにより、ブリティッシュ コロンビア州バンクーバー島のアイランド ティンバーランドにある 13 年物のダグラスモミ林に高さ 20 メートル (65 フィート) のフラックス タワーが設置されました。この設置は、ダグラスモミの伐採サイクル生産性に関する長期的クロノシーケンス研究の一環です。ブリティッシュ コロンビア大学の科学者は、2001 年以来、渦相関 (EC)......
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アラスカ: 渦相関
科学者や土地利用管理者は、炭素吸収における森林地帯の重要性を長い間認識してきました。研究と国際政策は主に熱帯林と生息地に焦点が当てられてきました。熱帯林と生息地は成長が早く、頻繁な伐採の影響を受けやすいためです。しかし最近では、安定的に炭素を吸収して貯蔵できる生息地が地球全体の炭素状況の重要な部分であると認識されるようになり、寒帯地域などの冷涼な気候の景観に研究の焦点が当てられるようになりました。これらの地域では成熟した森林と気温によって分解速度が制限されるため、気候変動がこれらの景観を変える潜在的な影響により、景観をより完全に理解するための取り組みが強化されています。
アラスカ大学フェアバンクス校の研究者らは、米国地質調査所の資金援助を受け、国立科学財団の長期生態学研究ネットワークの一部であるボナンザ クリーク実験林内の 3 か所の環境モニタリング サイトに機器を設置しました。これらのサイトは、微気候の違いによって決まる陸上北方景観の重要な生息地を代表する永久凍土の劣化の年代順に位置しています。3 つのサイトには、クロトウヒ林 (クロトウヒの森がそのまま残っている安定した永久凍土の地域)、永久凍土が下にある地表の氷が溶けて樹木がかなり枯死している活発なサーモカルスト サイト、活動層の深さが深く安定した樹木のない湿原サイトが含まれます。
このプロジェクトの目標は、北極圏の気候システムにおける地表、大気、海洋間の重要なつながりとフィードバックである炭素、水、エネルギーのフラックスを年間を通じて継続的に測定することです。これまで、北極圏では環境条件が厳しく、遠隔地へのアクセスが困難なため、このような研究はほとんど行われていません。冬季に太陽光発電が限られ、風力発電が実行可能な選択肢ではない場所で継続的に監視するには、電力要件が極めて低く、リモート システム診断機能を備えた堅牢なセンサーを選択する必要があります。
Bonanza Creek サイトで、渦相関フラックス測定に Campbell Scientific の EC150......
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カリフォルニア州:ウォールナット果樹園における乱流研究
大気、陸地、植物の間でのエネルギー、水、二酸化炭素の交換を理解することは、天気、気候、農業の要素を理解するための基礎となります。樹冠内および周囲の乱流、つまり渦を研究することは、この理解を深めるのに役立ちます。
いくつかの大学と政府機関の研究者グループが樹冠乱流の研究を行い、膨大な量のデータが生成されました。このデータは、さまざまな分野での研究に十分なものとなり、この分野の知識基盤に大きく貢献しました。
この研究は、国立大気研究センター (NCAR) の地球観測研究所 (EOL) によって実施され、一連の水平アレイ乱流研究 (HATS) の 1 つです。アレイは、水平フレームに正確な間隔で取り付けられた 18 台の Campbell Scientific CSAT3 3-D......
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