分野連携による 地球環境情報統融合ワークベンチを活用した 流域

GRENE（環境情報分野）
分野連携による
地球環境情報統融合ワークベンチを活用した
流域レジリエンスの向上
代表機関 東京大学
◎柴崎亮介：地球観測データ統融合連携研究機構
木本 昌秀・渡部 雅浩・小池 俊雄・知花 武佳・古米 弘明・沖 一雄・鷲谷 いづみ
分担機関 東北大学
○本間 香貴：大学院農学研究科
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分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
研究究の概要
気候、水循環、生物多様性、農業、都市河川研究グループ
地球環境情報
統融合プログラム
地球環境情報統融合ワークベンチの
プロトタイピング
↓
地球規模課題(気候・水・食料・生物多
様性を河川流域規模で具体的に解決
協働
河川流域の
ステークホルダー
○大学教養課程
・地球環境情報の統融合
・地球規模課題の理解と解決
→講義+教科書
○流域管理→能力開発プログラム
流域レジリエンスの向上に資する地球環境情報統融合ワークベンチの構築
⇒流域スケールでの意思決定を支援するシステム
地球規模課題の解決のための「知識インフラ」の創出と社会実装
⇒顕在化している課題解決＋新たな課題や想定を超える外力への対応
⇒広いステークホルダーが利用可能とするシステムとへと進化
⇒レジリエントな社会づくりへ貢献
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
対象地域と特性
Tana川流域
•ビクトリア湖岸
•水害が多発地域
•持続可能な農業
Sangker川流域
•トンレサップ湖岸
•米作中心地域
•地上観測ほぼ皆無
浅川流域
・人口密集地・急流河川
・洪水危険度が高い
・河川環境ニーズが高い
朱太川流域
•ブナ林北限
•生物多様性政策
•河川自然再生
Citarum川流域
Huong川流域
•水害多発
•水質悪化(世界最悪)
•地盤低下
•世界文化遺産
•大水害頻発
•水質悪化
気候
水循
環
河川
地形
物質
循環
都市
生物
多様
性
農業
朱太川
○
◎
◎
◎
ー
◎
ー
ー
Sangker川
○
◎
◎
◎
ー
ー3 ◎
◎
Tana川
○
◎
ー
ー
ー
ー
気候
水循
環
河川
地形
物質
循環
都市
水環
境
生物
多様
性
農業
浅川
○
◎
◎
◎
◎
◎
ー
Huong川
○
◎
ー
ー
◎
ー
Citarum川
○
◎
ー
◎
○
ー
◎
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
対象地域と特性
Tana川流域
•ビクトリア湖岸
•水害が多発地域
•持続可能な農業
Sangker川流域
•トンレサップ湖岸
•米作中心地域
•地上観測ほぼ皆無
浅川流域
・人口密集地・急流河川
・洪水危険度が高い
・河川環境ニーズが高い
朱太川流域
•ブナ林北限
•生物多様性政策
•河川自然再生
Citarum川流域
Huong川流域
•水害多発
•水質悪化(世界最悪)
•地盤低下
•世界文化遺産
•大水害頻発
•水質悪化
気候
水循
環
河川
地形
物質
循環
都市
生物
多様
性
農業
朱太川
○
◎
◎
◎
ー
◎
ー
ー
Sangker川
○
◎
◎
◎
ー
ー4 ◎
◎
Tana川
○
◎
ー
ー
ー
ー
気候
水循
環
河川
地形
物質
循環
都市
水環
境
生物
多様
性
農業
浅川
○
◎
◎
◎
◎
◎
ー
Huong川
○
◎
ー
ー
◎
ー
Citarum川
○
◎
ー
◎
○
ー
◎
大気海洋結合モデルMIROCを用いたデータ
同化・予測システム（SPAM）をベースに、大
気客観解析データを取り込んで大気状態を
初期値化する実験的季節予測システム
（SPAM seasons：図1）を構築し、過去30年に
わたる3ヶ月季節予測実験を行った（図2, 3）。
降水の予測可能性の検証、ならびに応用分
野での利用に適した予測情報の加工法
（SVD downscaling method）の開発・試行も
行われた（図4）。また、予測システムの改良
のため、より高度な初期値化手法の導入を
行った（図5）
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分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
対象地域と特性
Tana川流域
•ビクトリア湖岸
•水害が多発地域
•持続可能な農業
Sangker川流域
•トンレサップ湖岸
•米作中心地域
•地上観測ほぼ皆無
浅川流域
・人口密集地・急流河川
・洪水危険度が高い
・河川環境ニーズが高い
朱太川流域
•ブナ林北限
•生物多様性政策
•河川自然再生
Citarum川流域
Huong川流域
•水害多発
•水質悪化(世界最悪)
•地盤低下
•世界文化遺産
•大水害頻発
•水質悪化
気候
水循
環
河川
地形
物質
循環
都市
生物
多様
性
農業
朱太川
○
◎
◎
◎
ー
◎
ー
ー
Sangker川
○
◎
◎
◎
ー
ー6 ◎
◎
Tana川
○
◎
ー
ー
ー
ー
気候
水循
環
河川
地形
物質
循環
都市
水環
境
生物
多様
性
農業
浅川
○
◎
◎
◎
◎
◎
ー
Huong川
○
◎
ー
ー
◎
ー
Citarum川
○
◎
ー
◎
○
ー
◎
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
浅川：気候ー水循環・河川ー物質循環ー都市ー生物多様性ー健康
ステークホルダー会議
•八王子市（環境部・水循環部）８回
•東京都河川部
•国土交通省京浜工事事務所
•住民（H27年予定）
1時間雨量(mm) 年3位値
現在 将来 変化比
17.1
19.4
1.14
24km
27.7
31.6
1.13
6km
27.1
30.7
1.13
2km
気候変動予測モデルの
力学的ダウンスケーリング
物質循環特性
の計測と推定
全窒素濃度
ワークベンチ構築戦略
•環境ー防災一体型
(いきモニ＋川/谷戸モニ）
気候-河川-下水道連接
（不明水-低水、浸透-内水、
土地利用、水質）
チョウ類モニタリング
●恊働主体：
・市民
・研究者
・企業
気候-河川・氾濫-下水道連接モデル
河道動態特性の把握
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
朱太川：生物多様性－気候ー水循環ー河川形態ー物質循環
ステークホルダー会議
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19
20
21
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
ケニア・ニャンド川、タナ川：気候－水ー農業
メソスケール
地域規模の豪雨の変化
大気-陸面結合
データ同化による
豪雨予測の向上
ステークホルダー会議
←衛星観測
降雨予測→
領域スケール
SATREPS申請
稲作灌漑気候
変化
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24
25
26
27
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
ベトナム・フォン川：気候ー水循環ー都市ー健康
TRMM
3B43
GCM
ダウンスケール
1‐3ヶ月予報 1‐3ヶ月予報
降雨の
季節予測
(1‐3カ月)
水位と電気伝導度観測
洪水
および
渇水
の激化
洪水時の健康
水系感染症防止
GRENE健康分野と協力
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
インドネシア・チタルム川：気候－水－都市－物質循環－農業
河川流量の再現
ステークホルダー会議
地盤沈下の影響を考慮
した洪水氾濫解析
サブ流域→
単位の土砂・
窒素流出量
の変化
←土地利用
の変化
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分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
カンボジア・サンカー川：気候－水－農業
ステークホルダー会議
衛星による土壌水分の
日観測データの利用
高分解能データ
雨量観測データのリアルタイム取得
衛星データ補正 空間分布情報の広域配信
農民のニーズと経験
水循環-稲作結合モデル
カンボジアにおける水-気候-農業の全体像
気候変動予測モデルの利用
ワークベンチ（準運用）
地方の実務者のOJT
分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
人材育成
全学自由研究ゼミナール 「地球と地域を支える環境情報：地域とともに」
2013~2014年度：夏学期
場所：浅川、朱太川 受講者：21名
(1)河川環境調査：東京都八王子市 多摩川支流浅川
午前：基礎知識の解説、河原を散策しながらの現場解説
午後：機材の説明と現地計測
(2)生物多様性調査：北海道黒松内町、朱太川流域
１日目フィールド活動・地元との交流
２日目：小中校での授業参加、参加型調査の研修
全学自由研究ゼミナール 「地球と地域を支える環境情報」
2012~2014年度：冬学期
教室：東京大学駒場キャンパス 受講者：15名
「地球と地域を支える地球環境情報」入門／気候と季節の予測／渇水のコントロール／
河川形態と生きもの／人間活動に伴う物質の循環／安全・安心な都市と水／
環境と農業／爆発する情報を利用する／多様なデータの垣根を超える／八王子市浅川を例として／
市民とともに生物多様性を捉える
FY23
FY24
FY24
FY26
FY27
0
74
24
234
202
学部
0
55
65
66
50
修士
53
35
35
52
62
学部
4
5
11
8
3
修士
13
14
9
8
2
博士
0
0
0
3
0
人材育成イベントの参加者数
講義・講座受講者
参画者し卒業、修了した学生数
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分野連携による地球環境情報統融合ワークベンチを活用した流域レジリエンスの向上
５年間で達成できたこと
• 分野間連携による流域管理ワークベンチ
気候＋河川形態＋水循環＋物質循環＋都市水環境
＋農業＋生物多様性
• 国際開発援助プログラムのプロトタイピング
カンボジア、ケニア
• 人材育成
学部学生教育、大学院生教育、現地実務者教育