東京大学生産技術研究所と中央大学理工学部の研究グループは、陸面モデルにおいて斜面の水動態と植生分布を精緻に表現する新たなスキームを開発し、アフリカ全域を対象とした数値シミュレーションにより、水とエネルギー循環への影響を明らかにした（掲載誌：Water Resources Research）。
「陸面モデル」とは、雨・蒸発散・日射などの自然現象を通じて大気と陸面の間で起こる水とエネルギーの交換を再現するもので、気候予測や災害リスク評価に活用されている。従来のモデルは主に鉛直方向の物質交換に焦点を当てていたが、実際の陸域では斜面に沿った水の水平移動が植生分布に大きく影響し、結果として水循環にも変化をもたらす。
本研究では、標高バンドに基づく格子分割を用いて、「丘から谷への水移動とそれに伴う植生分布の違い」をモデル内で再現している。アフリカ大陸を対象に4つの異なる設定でシミュレーションを行い、蒸発散・流出・土壌水分の変化を比較したところ、斜面水動態と植生分布を考慮した設定では、赤道付近の河岸林や湛水型湿地などで顕著な変化が見られ、蒸発散・流出量の増加と土壌水分の減少傾向が確認された。さらに、「植生が存在する標高バンドにおける土壌水分の再現性」を評価したところ、斜面水動態と植生分布を考慮したモデルは、植物生育に適した水分範囲に近づく結果を示し、モデルの妥当性を裏付けた。
研究者は、本成果を「地形・植生の不均一性を陸面モデルに取り入れることで、将来の気候予測や自然災害リスク評価の信頼性向上に貢献するものであり、今後のモデル高度化に向けた重要なステップとなる」と位置づけている。――気候変動が生態系や人間社会に与える影響の予測精度向上が期待される。