JP7303960B1 - 氷河融雪水流出量の推定方法 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】Ｓ１、氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを計算するステップと、Ｓ２、氷河融解をシミュレーションするステップと、Ｓ３、氷河融雪水流出量を計算するステップとを含む、氷河融雪水流出量の推定方法を開示する。【効果】相対的正確な氷河融雪水流出量推定モデルを構築し、融雪水流出量推定方法における大きい不確実性という問題を解決し、各氷河変動特徴をシミュレーションすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、氷河融雪水流出量計算の技術分野に関し、具体的には、氷河融雪水流出量の推
定方法に関する。
氷河融雪水流出量を計算する方法としては、回帰分析法、氷河融解連成シミュレーション
などの方法がある。回帰分析法は、融雪流出深さとその影響要素間の関数関係を求めるも
のであり、影響要素は一般に気象要素に基づく。氷河融解連成シミュレーションでは、氷
河の固体状態、液体状態および氷融解に影響を与える熱の３つの平衡関係を連成させて氷
河融雪水流出量を計算する必要がある。以上の方法は、氷河の水流量の監視データに大き
く依存しているが、高海抜山岳地帯では氷河融雪水流出量の監視が困難であるため、いず
れの方法も推定精度を保証することができない。
氷河が存在する高海抜山岳地帯では、氷河融雪水流出量の監視が困難であるという特徴が
あるため、氷河融雪水流出量を相対的正確に推定する方法は大きな不確実性がある。
本発明が解決しようとする課題は、氷河が存在する山岳地帯の複雑な地形と困難な流出量
監視という特徴のため、氷河融雪水流出量を相対的正確に推定する方法を確立することが
困難であることである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の技術的解決策を採用する。
本発明が提供する氷河融雪水流出量の推定方法は、包括：
Ｓ１、氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを計算するステップと、
前記氷河の地理的分布情報は氷河面積、氷河のベクトル境界データを含み、
前記駆動データの計算方法は、気象データを補間し、降水雨と降雪を分離し正積温度を計
算した後、駆動データを取得し、
前記気象データは、氷河表面の気温、氷河表面の降水量を含み、前記降水量は降雪量と降
雨量を含み、
前記駆動データは、氷河表面月降雨量、氷河表面月降雪量、氷河表面正積温度、デジタル
標高モデルを含み、
Ｓ２、氷河融解をシミュレーションし：前記氷河表面正積温度と潜在的な融雪正積温度を
比較して、氷河の月融雪量と月融氷量を得、次に度日係数モデルの融解原理式を用いて氷
河表面物質収支量、つまり氷河体積変動量を計算し、最後に氷河体積変動量を面積-体積
変換式に代入して氷河面積変動量を計算するステップと、
Ｓ３、氷河融雪水流出量を計算し：前記氷河面積変動量と氷河表面物質収支量から氷河融
雪水流出量を計算するステップとを含む。
本発明の一側面として、気象データを補間することは、
Ｓ１０１１、気象観察所の経度、緯度、海抜および気象観察所が観察した気象データを用
いて、月気象データと気象観察所の経度、緯度、海抜間の補間式を確立することと、
Ｓ１０１２、デジタル標高モデルを用いて各氷河を等間隔の氷河海抜帯に切断し、氷河海
抜帯の経度、緯度、海抜を取得し、ステップＳ１０１１で得られた補間式に各氷河海抜帯
中心の経度、緯度、海抜を月ごとに代入し、各氷河海抜帯の月気象データを取得し、各氷
河海抜帯の月気象データは、各氷河海抜帯の月降水量、各氷河海抜帯の月平均気温を含む
ことを含む。
本発明の一側面として、降水雨と降雪分離処理以下のことを含み、
降水雨と降雪分離処理は、以下のステップを含み：
Ｓ１０２１、気象データを補間した後、各氷河海抜帯の月降水量を得、二重臨界温度法に
より各氷河海抜帯の月降水量を雨雪分離処理を行い、前記雨雪分離処理の計算式は、
Figure 0007303960000002
であり、上式において、
Figure 0007303960000003
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000004
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000005
は月平均気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000006
は降雪臨界気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000007
は降雨臨界気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000008
は分割海抜帯数、ｍは一融解周期内の月数であり、
Ｓ１０２２、誤差修正：
気象観察所が観察した降水の誤差を考慮し、降雨と降雪の誤差を修正し、前記誤差修正の
計算式は、
Figure 0007303960000009
であり、上式において、
Figure 0007303960000010
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000011
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000012
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降雨量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000013
は降雨の修正係数であり、
Figure 0007303960000014
は降雪の修正係数であり、
Figure 0007303960000015
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
本発明の一側面として、正積温度計算は以下のことを含み、
気象データを補間した後、各氷河海抜帯の月平均気温を得、各氷河海抜帯の月平均気温を
積分して氷河表面正積温度を取得し、氷河表面正積温度の計算式は、
Figure 0007303960000016
であり、上式において、
Figure 0007303960000017
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の氷河表面正積温度であり、Ｔは計算期間内の平均温度であ
り、単位は℃であり、
Figure 0007303960000018
は第ｍ月内の各時点気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000019
は気温分布の標準差であり、
Figure 0007303960000020
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
本発明の一側面として、氷河表面正積温度と潜在的な融雪正積温度を比較して、氷河の月
融雪量と月融氷量を得ることは、以下のことを含み：
潜在的な融雪正積温度は氷河表面積雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、氷河表
面積雪は新降雪と古降雪を含み、今月降雪を新降雪として設定し、前月に融けきれなかっ
た雪を古降雪として設定し、潜在的な融雪正積温度の計算式は、
Figure 0007303960000021
であり、
Figure 0007303960000022
は今月新降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000023
は今月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000024
は新降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000025
は古降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000026
は新降雪の度日係数であり、通常は固定定数であり、固定定数の値は２．５ｍｍ ｄ-１
℃-１であり、
Figure 0007303960000027
は古降雪の度日係数であり、
Figure 0007303960000028
は分割海抜帯数でありｍは一融解周期内の月数であり、
古降雪の度日係数
Figure 0007303960000029
の計算式は、
Figure 0007303960000030
であり、上式において、
Figure 0007303960000031
は氷河緯度であり、単位は°であり、
Figure 0007303960000032
は氷河経度であり、単位は°であり、
Figure 0007303960000033
は氷河末端海抜高度であり、単位はｍであり、
Figure 0007303960000034
は年平均気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000035
は年降水量であり、単位はｍｍであり、
氷河表面正積温度と潜在的な雪が融けるのに必要な正積温度を比較して、氷河の月融雪量
と月融氷量を得、氷河の月融雪量と月融氷量の計算式は、
Figure 0007303960000036
であり、上式において、
Figure 0007303960000037
は氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000038
は今月総正積温度であり、
Figure 0007303960000039
は新降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000040
は古降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000041
は新降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000042
は今月降雪総量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000043
は新降雪の度日係数であり、通常は固定定数であり、
Figure 0007303960000044
は古降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000045
は雪の月融解量であり、
Figure 0007303960000046
は氷河融解の度日係数であり、
Figure 0007303960000047
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数であり、
今月氷河表面の雪が完全に融けなかったとき、氷河表面のすべての雪が来月古降雪として
蓄積され、来月古降雪の計算式は、
Figure 0007303960000048
であり、上式において、
Figure 0007303960000049
は来月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000050
は今月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000051
は古降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000052
は今月新降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000053
は新降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000054
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
本発明の一側面として、度日係数モデルの融解原理式を用いて氷河表面物質収支量を計算
することは、以下のことを含み、
融解原理式を用いて一融解周期内氷河の物質収支量を計算し、融解原理式は、
Figure 0007303960000055
であり、上式において、
Figure 0007303960000056
は単一氷河の物質収支量であり、ｍは一融解周期内の月数であり、ｎは単一氷河の氷河海
抜帯数であり、
Figure 0007303960000057
は融雪と融氷の再凍結係数であり、
Figure 0007303960000058
は氷河表面積雪の変動量であり、
Figure 0007303960000059
は今月降雪総量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000060
は今月降雨総量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000061
は氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000062
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数であり、
氷河体積変動量を面積-体積変換式に代入することにより氷河面積変動量を計算すること
は、以下のことを含み、
一融解周期後の次の融解周期の氷河初期面積を計算し、前記次の融解周期の氷河初期面積
の計算式は面積-体積変換式であり、面積-体積変換式は、
Figure 0007303960000063
であり、上式において、
Figure 0007303960000064
は次の融解周期の氷河初期面積であり、
Figure 0007303960000065
は単一氷河の物質収支量であり、
Figure 0007303960000066
は現在融解周期の氷河初期体積であり、
Figure 0007303960000067
は較正の第１固定パラメータであり、
Figure 0007303960000068
は較正の第２固定パラメータであり、
次の融解周期の氷河初期面積を取得した後、現在融解周期内氷河縮小量を計算し、現在融
解周期内氷河縮小量の計算式は、
Figure 0007303960000069
であり、上式において、
Figure 0007303960000070
は次の融解周期の氷河初期面積であり、
Figure 0007303960000071
は現在融解周期の氷河初期面積であり、
Figure 0007303960000072
は２つの融解周期内氷河縮小量、つまり氷河面積変動量であり、
Figure 0007303960000073
のとき、氷河末端が縮小し、末端縮小量が氷河総面積変動量であり、以下の２つの場合を
含み：
Figure 0007303960000074
絶対値が最低海抜の氷河海抜帯面積よりも小さいとき、最低海抜の氷河海抜帯面積がそれ
に対応して減少し、
Figure 0007303960000075
絶対値が最低海抜の氷河海抜帯面積よりも大きいとき、最低海抜の氷河海抜帯面積が完全
に消え、かつ第２海抜の氷河海抜帯面積がそれに対応して減少し、
Figure 0007303960000076
のとき、氷河面積が増加し、その増加則と縮小則が逆であり、末端海抜帯面積が初期分布
面積を満たすときのみ、氷河末端がより低い海抜帯へと増加し、
Figure 0007303960000077
のとき、氷河面積が変動しない。
本発明の一側面として、氷河融雪水流出量の計算式は、
Figure 0007303960000078
であり、上式において、
Figure 0007303960000079
は氷河融雪水流出量であり、
Figure 0007303960000080
は融雪と融氷の再凍結係数であり、
Figure 0007303960000081
は第
Figure 0007303960000082
の氷河海抜帯の第月の氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000083
は第
Figure 0007303960000084
の氷河海抜帯の第月の雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000085
は氷河帯の降雨量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000086
は第
Figure 0007303960000087
の氷河海抜帯の第融解周期の氷河面積であり、単位はｋｍ２であり、
Figure 0007303960000088
は前回融解周期の氷河面積にステップＳ２の氷河面積変動量
Figure 0007303960000089
を累積して得、前記氷河表面物質収支量は
Figure 0007303960000090
、
Figure 0007303960000091
累積の合計であり、
Figure 0007303960000092
は分割海抜帯数であり、 yは融解周期であり、ｎは単一氷河の氷河海抜帯数であり、ｍは
一融解周期内の月数である。
本発明の一側面として、推定モデルの融解周期が１年であり、融解周期開始時間が１０月
であり、終了時間が翌年９月であり、前記ステップＳ１、ステップＳ２の計算周期が月で
あり、前記ステップＳ３では各月累積氷河融雪水流出量から各融解周期の氷河融雪水流出
量を求める。
本発明は以下の有益な効果を有する。
本発明は、氷河融雪水流出量モデルの正積温度計算、雨雪分離および度日係数較正過程中
におけるパラメータ不確実性の欠点を改善し、既存の研究に基づいて、それぞれ正積温度
計算時間スケールを小さい時間スケールに改善し、雨雪分離気温を空間不均一パラメータ
に改善し、かつこれを基に、氷河カタログデータから氷河度日係数の較正スキームを確立
する。改善されたパラメータ化スキームは、地上気象観察所のデータおよび氷河カタログ
データのみから各氷河の独立したパラメータ組み合わせを得ることができ、かつ新しいパ
ラメータ化スキームの度日係数モデルが各氷河の変動特徴をシミュレーションすることも
できる。
本発明の氷河融雪水流出量の推定方法の構造図である。 本発明の氷河融雪水流出量の推定方法の演算フローチャートである。
[符号の説明]
１ 氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを用意する
２ 氷河融解をシミュレーションする
３ 氷河融雪水流出量を計算する
まず、本発明に関するいくつかの用語を説明する。
正積温度とは、ある期間または成長期内の０℃を超える日平均気温の合計を指す。
デジタル標高モデル（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ、ＤＥＭ）とは、
限られた地形標高データによる地面地形のデジタルシミュレーション（つまり地形表面形
態のデジタル表現）であり、地面の標高を順序付けられた値の配列の形で表現した固体地
面モデルであり、デジタル地形モデル(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｍｏｄｅｌ、Ｄ
ＴＭ）の一分野であり、ここから他の様々な地形特徴値を導き出すことができる。ＤＴＭ
は一般に、標高を含む様々な地形要素因子（傾斜、傾斜方向、傾斜変動率などの因子を含
む）の線形・非線形の組み合わせによる空間分布と考えられており、ＤＥＭはゼロ次数の
単一デジタル地形要素モデルであり、その他の傾斜、傾斜方向、傾斜変動率などの地形要
素特徴はＤＥＭに基づいて導き出すことができる。
度日係数モデル：度日係数モデルは氷河融解量と気温関係に基づく統計モデルであり、度
日係数（ｍｍ ｄ-１ ℃-１）は氷雪表面エネルギー移動と変換過程を簡略化して表現した
ものであり、その空間変動特徴は氷河融解シミュレーションの精度に大きく影響する。度
日係数は一般に一定期間の平均気温または正積温度を気温因子（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｉｎｄｅｘ）としてエネルギー入力を特徴付ける。入力データが平均気温の場合、一定
期間の平均気温が０以下であれば、その間に０℃を超える瞬間があることを考慮して、氷
雪融解の臨界温度を氷点下に設定する必要がある。氷河の気候変動に対する感度は度日係
数の大きさによって特徴付けられ、度日係数が大きいほど氷河の気候変動に対する感度が
高いことを示す。氷河スケールでは、度日係数は氷河帯融解と気温観察計算によって取得
され、地域／地球スケールでは、度日係数は大きいな空間時間変動を有する。地域／地球
氷河シミュレーションへの度日モデルの適用では、氷河氷と雪の度日係数を典型的な氷河
物質収支観察データに基づいて較正し、さらにそれを各氷河に拡張している。
二重臨界温度法：降雨と降雪臨界気温を別々に統計的に設定し、気温が降雨臨界気温より
も高い場合、降水種類を１００％降雨とし、気温が降雪臨界気温よりも低い場合、降水を
１００％降雪とし、気温が２つの臨界気温間にある場合、気温と雨雪比間の線形関係から
降雨と降雪の割合をそれぞれ計算する方法である。
実施例
本実施例は氷河融雪水流出量の推定方法であり、氷河融解度日係数モデルに関する。気温
とエネルギー平衡要素間に高い相関があり、かつ気温を容易に入手できることから、気温
は氷河融解モデルにおいてエネルギー入力を特徴付ける唯一のパラメータ（Ｂｒａｉｔｈ
ｗａｉｔｅ と Ｏｌｅｓｅｎ １９８９、Ｈｏｃｋ、 ２００３）となっている。Ｂｒａｉ
ｔｈｗａｉｔｅ とＯｌｅｓｅｎ（１９８９）は、氷河融解と正積温度とより密接に相関
し、したがって、度日係数の融解原理はしばしば次のように表され：
Figure 0007303960000093
上式において、Ｍは一定期間の総氷河融解量であり、ＰＤＤは一定期間内の正積温度であ
り、ＤＤＦは氷河融解の度日係数であり、単位はｍｍ℃-１ｄ-１である。氷雪融解原理が
同じであるので、上記式で積雪融解を計算し、積雪融解量を計算するとき、ＤＤＦは雪の
度日係数である。
本実施例の推定モデルの融解周期が１年であり、融解周期開始時間が１０月であり、終了
時間が翌年９月であり、氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを用意し、月を時間
スケールとして氷河融解をシミュレーションし、本実施例の推定方法は以下のステップを
含み：
Ｓ１、氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを計算し、
駆動データの計算方法は以下のとおりであり、気象データを補間し、降水雨と降雪分離処
理および正積温度計算の後、駆動データを得、駆動データは氷河表面月降雨量、氷河表面
月降雪量、氷河表面正積温度を含む。
上記ステップでは、気象データは、氷河表面の気温、氷河表面の降水量を含み、降水量は
降雪量と降雨量を含み、氷河の地理的分布情報は氷河面積、氷河のベクトル境界データを
含み、駆動データはデジタル標高モデルをさらに含む。
上記氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを用意するステップでは、気象データは
、氷河表面の気温、氷河表面の降水量を含み、降水量は降雪量と降雨量を含み、氷河の地
理的分布情報は、氷河面積、氷河のベクトル境界データを含み、駆動データはデジタル標
高モデルをさらに含む。
上記ステップでは、気象データを補間することは以下のことを含み、
Ｓ１０１１、気象観察所の経度、緯度、海抜および気象観察所が観察した気象データを用
いて、月気象データと気象観察所の経度、緯度、海抜間の補間式を確立する。
上記補間式は温度補間式と降水量補間式を含む。
温度補間式は、
Figure 0007303960000094
であり、上式において、
Figure 0007303960000095
は第１个気象観察所が観察した第ｍ月の気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000096
は第２个気象観察所が観察した第ｍ月の気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000097
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000098
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の経度と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000099
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の経度と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000100
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の経度と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000101
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の緯度と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000102
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の緯度と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000103
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の緯度と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000104
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の海抜と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000105
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の海抜と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000106
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の海抜と気温のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000107
は第１定数項であり、
降水量補間式は、
Figure 0007303960000108
であり、上式において、
Figure 0007303960000109
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000110
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000111
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000112
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の経度と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000113
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の経度と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000114
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の経度と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000115
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の緯度と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000116
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の緯度と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000117
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の緯度と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000118
は第１の気象観察所が観察した第ｍ月の海抜と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000119
は第２の気象観察所が観察した第ｍ月の海抜と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000120
は第ｋの気象観察所が観察した第ｍ月の海抜と降水量のフィット関係関数であり、
Figure 0007303960000121
は第２定数項である。
Ｓ１０１２、デジタル標高モデルを用いて各氷河を等間隔の氷河海抜帯に切断し、氷河海
抜帯の経度、緯度、海抜を取得し、ステップＳ１０１１で得られた補間式に各氷河海抜帯
中心の経度、緯度、海抜を月ごとに代入し、各氷河海抜帯の月気象データを取得し、各氷
河海抜帯の月気象データは、各氷河海抜帯の月降水量、各氷河海抜帯の月平均気温を含む
。
本実施例では、正積温度が氷河表面に作用された場合、一般的にデフォルトで積雪が完全
に融解した後に氷の融解が始まる。そのため、融解をシミュレーションする前に、まず氷
河表面の気温と降水量を取得する必要がある。単一氷河が分布する海抜範囲が広く、気温
と降水とも海抜勾配が存在するため、本実施例ではデジタル標高モデル（３０ｍ×３０ｍ
）を用いて各氷河を３０ｍ間隔の氷河海抜帯に分割する。
上記ステップでは、降水雨と降雪分離処理は以下のことを含み、
Ｓ１０２１、気象データを補間した後、各氷河海抜帯の月降水量を得、二重臨界温度法（
Ｖｅｈｖｉｌaｉｎｅｎ、１９９２）により各氷河海抜帯の月降水量を雨雪分離処理を行
い、前記雨雪分離処理の計算式は、
Figure 0007303960000122
であり、上式において、
Figure 0007303960000123
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000124
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000125
は月平均気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000126
は降雪臨界気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000127
は降雨臨界気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000128
は分割海抜帯数、ｍは一融解周期内の月数であり、
Ｓ１０２２、誤差修正：
気象観察所が観察した降水の誤差を考慮し、降雨と降雪の誤差を修正し、前記誤差修正の
計算式は、
Figure 0007303960000129
であり、上式において、
Figure 0007303960000130
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000131
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降水量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000132
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降雨量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000133
は降雨の修正係数であり、
Figure 0007303960000134
は降雪の修正係数であり、
Figure 0007303960000135
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
上記ステップでは、正積温度計算は以下のことを含み、
気象データを補間した後、各氷河海抜帯の月平均気温を得、各氷河海抜帯の月平均気温を
積分して氷河表面正積温度を取得し、従来モデルでは、月正積温度ＰＤＤは月内正日平均
気温を累積して取得することができるが（Ｂｒａｉｔｈｗａｉｔｅら、１９９３）、計算
結果の精度が低い。Ｒｅｅｈ（１９９１）は年内気温が正規分布であると考えるため、本
実施例では、氷河表面正積温度の計算式は、
Figure 0007303960000136
であり、上式において、
Figure 0007303960000137
は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の氷河表面正積温度であり、Ｔは計算期間内の平均温度であ
り、単位は℃であり、
Figure 0007303960000138
は第ｍ月内の各時点気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000139
は気温分布の標準差であり、
Figure 0007303960000140
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
Ｓ２、氷河融解をシミュレーションし：前記氷河表面正積温度と潜在的な融雪正積温度を
比較して、氷河の月融雪量と月融氷量を得、次に度日係数モデルの融解原理式を用いて氷
河表面物質収支量、つまり氷河体積変動量を計算し、最後に氷河体積変動量を面積-体積
変換式に代入して氷河面積変動量を計算する。
上記ステップでは、氷河表面正積温度と潜在的な融雪正積温度を比較して、氷河の月融雪
量と月融氷量を得ることは、以下のことを含み、
Figure 0007303960000141
であり、
Figure 0007303960000142
は今月新降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000143
は今月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000144
は新降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000145
は古降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000146
は新降雪の度日係数であり、通常は固定定数であり、固定定数の値は２．５ｍｍ ｄ-１
℃-１であり、
Figure 0007303960000147
は古降雪の度日係数であり、
Figure 0007303960000148
は分割海抜帯数でありｍは一融解周期内の月数であり、
古降雪の度日係数
Figure 0007303960000149
の計算式は、
Figure 0007303960000150
であり、上式において、
Figure 0007303960000151
は氷河緯度であり、単位は°であり、
Figure 0007303960000152
は氷河経度であり、単位は°であり、
Figure 0007303960000153
は氷河末端海抜高度であり、単位はｍであり、
Figure 0007303960000154
は年平均気温であり、単位は℃であり、
Figure 0007303960000155
は年降水量であり、単位はｍｍであり、
氷河表面正積温度と潜在的な雪が融けるのに必要な正積温度を比較し、氷河表面正積温度
が潜在的な融雪正積温度以下であると、その月に雪のみが融け、氷河表面正積温度が潜在
的な融雪正積温度より大きい場合、その月に雪と氷の両方が融け、氷河の月融雪量と月融
氷量を取得し、
実際の融解過程では、氷雪昇華／蒸発過程が融解過程と同時に起こるが、大規模な研究デ
ータがなく、かつ昇華／蒸発の一部が凝結／凍結で相殺されることから、推定モデルでは
氷雪の蒸発／昇華量の融解への影響を無視する。
氷河の月融雪量と月融氷量の計算式は、
Figure 0007303960000156
であり、上式において、
Figure 0007303960000157
は氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000158
は今月総正積温度であり、
Figure 0007303960000159
は新降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000160
は古降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
Figure 0007303960000161
は新降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000162
は今月降雪総量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000163
は新降雪の度日係数であり、通常は固定定数であり、新降雪の度日係数は古降雪の度日係
数より一般に変動が少なく、先行研究の結果、新降雪の度日係数は１．８～２．７ ｍｍ
ｄ-１ ℃-１であり、一般には２．５ ｍｍ ｄ-１ ℃-１とし、
Figure 0007303960000164
は古降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000165
は雪の月融解量であり、
Figure 0007303960000166
は氷河融解の度日係数であり、
Figure 0007303960000167
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数であり、
今月氷河表面雪が完全に融けなかったとき、氷河表面のすべての雪が来月古降雪として蓄
積され、来月古降雪の計算式は、
Figure 0007303960000168
であり、上式において、
Figure 0007303960000169
は来月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000170
は今月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000171
は古降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000172
は今月新降雪量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000173
は新降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000174
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
上記ステップでは、度日係数モデルの融解原理式を用いて氷河表面物質収支量を計算する
ことは、以下のことを含み、
氷河は高海抜から低海抜まで複雑に運動しており、その運動速度が氷床地形、氷河性質お
よび氷河が位置する気候環境などに影響される（ＣｕｆｆｅｙとＰａｔｅｒｓｏｎ、２０
１０）。氷河運動は、氷河力学の数値モデルでシミュレーションすることができるが、地
域範囲内で、各氷河の運動状態をシミュレーションすることは難しく、かつシミュレーシ
ョン精度を検証することは困難である。一般に、氷河後退は主に氷河末端の氷舌に位置す
ると考えられる。したがって、このモデルでは、氷河面積変動は各氷河の最低海抜の海抜
帯でのみ発生し（ＭｏｌｌｅｒとＳｃｈｎｅｉｄｅｒ、２０１０）、かつ面積変動は一融
解周期の後にのみ発生する。
氷雪融解量から、融解原理式を用いて一融解周期内の氷河の物質収支量を計算し、融解原
理式は、
Figure 0007303960000175
であり、上式において、
Figure 0007303960000176
は単一氷河の物質収支量であり、ｍは一融解周期内の月数であり、ｎは単一氷河の氷河海
抜帯数であり、
Figure 0007303960000177
は融雪と融氷の再凍結係数であり、
Figure 0007303960000178
は氷河表面積雪の変動量であり、
Figure 0007303960000179
は今月降雪総量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000180
は今月降雨総量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000181
は氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000182
は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である。
上記ステップでは、氷河体積変動量を面積-体積変換式に代入して、氷河面積変動量を計
算することは、以下のことを含み、
Ｂａｈｒらは（１９９７）山岳氷河面積と体積間に一定の相関関係があることを統計的に
明らかにして、それに基づいて氷河面積-体積変換法を確立し：
Figure 0007303960000183
上式において、Ｖは氷河体積であり、Ａは氷河面積であり、
Figure 0007303960000184
とはそれぞれ較正の固定パラメータである。氷河面積-体積変換法から以下のように推論
され：
一融解周期後の次の融解周期の氷河初期面積を計算し、前記次の融解周期の氷河初期面積
の計算式は面積-体積変換式であり、面積-体積変換式は、
Figure 0007303960000185
であり、上式において、
Figure 0007303960000186
は次の融解周期の氷河初期面積であり、
Figure 0007303960000187
は単一氷河の物質収支量であり、
Figure 0007303960000188
は現在融解周期の氷河初期体積であり、
Figure 0007303960000189
は較正の第１固定パラメータであり、
Figure 0007303960000190
は較正の第２固定パラメータであり、
次の融解周期の氷河初期面積を得た後、現在融解周期内の氷河縮小量を計算し、現在融解
周期内の氷河縮小量の計算式は、
Figure 0007303960000191
であり、上式において、
Figure 0007303960000192
は次の融解周期の氷河初期面積であり、
Figure 0007303960000193
は現在融解周期の氷河初期面積であり、
Figure 0007303960000194
は２つの融解周期内氷河縮小量、つまり氷河面積変動量であり、
Figure 0007303960000195
のとき、氷河末端が縮小し、末端縮小量が氷河総面積変動量であり、以下の２つの場合を
含み：
Figure 0007303960000196
絶対値が最低海抜の氷河海抜帯面積よりも小さいとき、最低海抜の氷河海抜帯面積がそれ
に対応して減少し、
Figure 0007303960000197
絶対値が最低海抜の氷河海抜帯面積よりも大きいとき、最低海抜の氷河海抜帯面積が完全
に消え、かつ第２海抜の氷河海抜帯面積がそれに対応して減少し、
Figure 0007303960000198
のとき、氷河面積が増加し、その増加則と縮小則が逆であり、末端海抜帯面積が初期分布
面積を満たすときのみ、氷河末端がより低い海抜帯へと増加し、
Figure 0007303960000199
のとき、氷河面積が変動しない。
Ｓ３、氷河融雪水流出量を計算し：前記氷河面積変動量と氷河表面物質収支量から氷河融
雪水流出量を計算する。
上記ステップでは、氷河融雪水流出量の計算式は、
Figure 0007303960000200
であり、上式において、
Figure 0007303960000201
は氷河融雪水流出量であり、
Figure 0007303960000202
は融雪と融氷の再凍結係数であり、
Figure 0007303960000203
は第
Figure 0007303960000204
の氷河海抜帯の第月の氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000205
は第
Figure 0007303960000206
の氷河海抜帯の第月の雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000207
は氷河帯の降雨量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000208
は第
Figure 0007303960000209
の氷河海抜帯の第融解周期の氷河面積であり、単位はｋｍ２であり、
Figure 0007303960000210
は前回融解周期の氷河面積にステップＳ２の氷河面積変動量
Figure 0007303960000211
を累積して得、前記氷河表面物質収支量は
Figure 0007303960000212
、
Figure 0007303960000213
累積の合計であり、
Figure 0007303960000214
は分割海抜帯数であり、 yは融解周期であり、ｎは単一氷河の氷河海抜帯数であり、ｍは
一融解周期内の月数である。
氷河流出量の定義は、研究目的の違いから様々なものがある。しかし、より一般的な定義
では、３つのカテゴリーがあり：
（１）融氷流出量（純氷流出量（Ｐｕｒｅ ｇｌａｃｉｅｒ ｒｕｎｏｆｆ））：氷河融解
過程で、氷が融けて発生する流出量を指し、その流出深さが融氷量であり、流出量は実時
氷河面積であり、
（２）氷河流出量：融氷流出量、融雪流出量および降雨流出量の合計である。その流出深
さは氷河表面物質収支量であり、流出面積は実時氷河面積であり、
（３）氷河帯流出量は、氷面流出および氷河融解後の裸地流出を含み、氷河融解の地域流
出量に与える影響を測定するためによく利用される。氷河帯流出量の流出面積は氷河初期
面積で、氷河帯流出深さは氷河流出量と一致し、裸地流出深さは融雪と降雨量である。
本実施例の推定モデルは第２の定義に従って氷河流出量を計算し、氷河流出量の計算式は
、
Figure 0007303960000215
であり、上式において、
Figure 0007303960000216
は氷河融雪水流出量であり、
Figure 0007303960000217
は融雪と融氷の再凍結係数であり、
Figure 0007303960000218
は第
Figure 0007303960000219
の氷河海抜帯の第月の氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000220
は第
Figure 0007303960000221
の氷河海抜帯の第月の雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000222
は氷河帯の降雨量であり、単位はｍｍであり、
Figure 0007303960000223
は第
Figure 0007303960000224
の氷河海抜帯の第融解周期の氷河面積であり、単位はｋｍ２であり、
Figure 0007303960000225
は前回融解周期の氷河面積にステップＳ２の氷河面積変動量
Figure 0007303960000226
を累積して得、前記氷河表面物質収支量は
Figure 0007303960000227
、
Figure 0007303960000228
累積の合計であり、
Figure 0007303960000229
は分割海抜帯数であり、 yは融解周期であり、ｎは単一氷河の氷河海抜帯数であり、ｍは
一融解周期内の月数である。
本実施例の推定モデルのモデル較正と検証
度日係数モデルで最も重要なパラメータである氷雪度日係数は、観察が困難なため直接入
手できないことが多い。また、空間的な不均一が強く、環境に敏感であるため、地域的に
、あるいは単一氷河の海抜勾配が不規則であることが原因である（張勇ら、２０１６）。
そのため、補間によりすべてのシミュレーションユニットの度日係数を取得ことも困難で
ある。したがって、分散型氷河度日係数モデルは一般に地域、グリッドまたは単一氷河の
度日係数を較正して取得する。また、大規模な度日係数モデルの中には、気温と降水を較
正して調整する。通常、次のような手順でモデルを導き出すことができ：
（１）地域内または地域付近の限られた観察データを比較し、初期パラメータ値を設定す
る。既存の研究からパラメータ範囲を直接設定する。
（２反復演算により、異なる入力パラメータに対応するシミュレーション結果を得る。
（３）対応の観察値とシミュレーション値を比較して最適なパラメータを選択する。
すべてのモデルパラメータを決定した後、対象地域の氷河をシミュレーションし、そのシ
ミュレーション結果の精度はモデル検証によって取得される。観察データ数の制約にもよ
り、初期のモデル検証は観察データのあるいくつかの氷河に限られ、検証データは一般に
ある時刻の氷河面積、物質収支量、または計算で取得できる物質収支線の高さなどである
。ＨｕｓｓとＨｏｃｋ（２０１５）は、単一氷河で地域モデル結果を検証すると、重大な
シミュレーション誤差を引き起こす可能性があると主張した。
氷河の研究と発展に従って、氷河観察データ量が増加し、現在、氷河モデルは各氷河単位
で検証する傾向が強くなり、検証データは氷河面積だけでなく、物質収支量も含む。その
同時に、同位体分離などの手法で得られた地域氷河融雪水流出量も、氷河モデルの精度を
検証するために利用する。本方法におけるモデル較正と検証の精度は改善されたナッシュ
係数ＮＳＥ（Ｎａｓｈ-Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）（Ｎａｓｈ和Ｓｕ
ｔｃｌｉｆｆｅ,１９７０、陳仁昇ら,２００３）と決定係数Ｒ２（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）によって評価され：
Figure 0007303960000230
Figure 0007303960000231
上式において、
Figure 0007303960000232
は観察値であり、
Figure 0007303960000233
は観察値の平均値であり、
Figure 0007303960000234
はシミュレーション値である。ＮＳＥとＲ２のどちらかの値が１に収束すればするほど、
シミュレーション値の精度が上がる。

Claims (6)

  1. Ｓ１、氷河の地理的分布情報を取得して駆動データを計算するステップと、
    前記氷河の地理的分布情報は氷河面積、氷河のベクトル境界データを含み、
    前記駆動データの計算方法は、気象データを補間し、降水雨と降雪を分離し正積温度を
    計算した後、駆動データを取得し、
    前記気象データは、氷河表面の気温、氷河表面の降水量を含み、前記降水量は降雪量と
    降雨量を含み、
    前記駆動データは、氷河表面月降雨量、氷河表面月降雪量、氷河表面正積温度、デジタ
    ル標高モデルを含み、
    Ｓ２、氷河融解をシミュレーションし：前記氷河表面正積温度と潜在的な融雪正積温度を
    比較して、氷河の月融雪量と月融氷量を得、次に度日係数モデルの融解原理式を用いて氷
    河表面物質収支量、つまり氷河体積変動量を計算し、最後に氷河体積変動量を面積-体積
    変換式に代入して氷河面積変動量を計算するステップと、
    Ｓ３、氷河融雪水流出量を計算し：前記氷河面積変動量と氷河表面物質収支量から氷河融
    雪水流出量を計算するステップと、を含み、
    前記気象データを補間することは、
    Ｓ１０１１、気象観察所の経度、緯度、海抜および気象観察所が観察した気象データを用
    いて、月気象データと気象観察所の経度、緯度、海抜間の補間式を確立することと、
    Ｓ１０１２、デジタル標高モデルを用いて各氷河を等間隔の氷河海抜帯に切断し、氷河海
    抜帯の経度、緯度、海抜を取得し、ステップＳ１０１１で得られた補間式に各氷河海抜帯
    中心の経度、緯度、海抜を月ごとに代入し、各氷河海抜帯の月気象データを取得し、各氷
    河海抜帯の月気象データは、各氷河海抜帯の月降水量、各氷河海抜帯の月平均気温を含む
    ことと、
    を含む、ことを特徴とする氷河融雪水流出量の推定方法。
  2. 前記降水雨と降雪分離処理は、以下のステップを含み：
    Ｓ１０２１、気象データを補間した後、各氷河海抜帯の月降水量を得、二重臨界温度法に
    より各氷河海抜帯の月降水量を雨雪分離処理を行い、前記雨雪分離処理の計算式は、
    Figure 0007303960000235
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000236
    は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000237
    は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降水量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000238
    は月平均気温であり、単位は℃であり、
    Figure 0007303960000239
    は降雪臨界気温であり、単位は℃であり、
    Figure 0007303960000240
    は降雨臨界気温であり、単位は℃であり、
    Figure 0007303960000241
    は分割海抜帯数、ｍは一融解周期内の月数であり、
    Ｓ１０２２、誤差修正：
    気象観察所が観察した降水の誤差を考慮し、降雨と降雪の誤差を修正し、前記誤差修正の
    計算式は、
    Figure 0007303960000242
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000243
    は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000244
    は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降水量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000245
    は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の月降雨量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000246
    は降雨の修正係数であり、
    Figure 0007303960000247
    は降雪の修正係数であり、
    Figure 0007303960000248
    は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である、ことを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  3. 前記正積温度計算は以下のことを含み：
    気象データを補間した後、各氷河海抜帯の月平均気温を得、各氷河海抜帯の月平均気温を
    積分して氷河表面正積温度を取得し、氷河表面正積温度の計算式は、
    Figure 0007303960000249
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000250
    は第ｊの氷河海抜帯の第ｍ月の氷河表面正積温度であり、Ｔは計算期間内の平均温度であ
    り、単位は℃であり、
    Figure 0007303960000251
    は第ｍ月内の各時点気温であり、単位は℃であり、
    Figure 0007303960000252
    は気温分布の標準差であり、
    Figure 0007303960000253
    は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である、ことを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  4. 前記氷河表面正積温度と潜在的な融雪正積温度を比較して、氷河の月融雪量と月融氷量を
    得ることは、以下のことを含み：
    潜在的な融雪正積温度は氷河表面積雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、氷河表
    面積雪は新降雪と古降雪を含み、今月降雪を新降雪として設定し、前月に融けきれなかっ
    た雪を古降雪として設定し、潜在的な融雪正積温度の計算式は、
    Figure 0007303960000254
    であり、
    Figure 0007303960000255
    は今月新降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000256
    は今月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000257
    は新降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
    Figure 0007303960000258
    は古降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
    Figure 0007303960000259
    は新降雪の度日係数であり、通常は固定定数であり、固定定数の値は２．５ｍｍ ｄ-１
    ℃-１であり、
    Figure 0007303960000260
    は古降雪の度日係数であり、
    Figure 0007303960000261
    は分割海抜帯数でありｍは一融解周期内の月数であり、
    古降雪の度日係数
    Figure 0007303960000262
    の計算式は、
    Figure 0007303960000263
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000264
    は氷河緯度であり、単位は°であり、
    Figure 0007303960000265
    は氷河経度であり、単位は°であり、
    Figure 0007303960000266
    は氷河末端海抜高度であり、単位はｍであり、
    Figure 0007303960000267
    は年平均気温であり、単位は℃であり、
    Figure 0007303960000268
    は年降水量であり、単位はｍｍであり、
    氷河表面正積温度と潜在的な雪が融けるのに必要な正積温度を比較して、氷河の月融雪量
    と月融氷量を得、氷河の月融雪量と月融氷量の計算式は、
    Figure 0007303960000269
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000270
    は氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000271
    は今月総正積温度であり、
    Figure 0007303960000272
    は新降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
    Figure 0007303960000273
    は古降雪がすべて融けるのに必要な正積温度であり、
    Figure 0007303960000274
    は新降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000275
    は今月降雪総量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000276
    は新降雪の度日係数であり、通常は固定定数であり、
    Figure 0007303960000277
    は古降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000278
    は雪の月融解量であり、
    Figure 0007303960000279
    は氷河融解の度日係数であり、
    Figure 0007303960000280
    は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数であり、
    今月氷河表面の雪が完全に融けなかったとき、氷河表面のすべての雪が来月古降雪として
    蓄積され、来月古降雪の計算式は、
    Figure 0007303960000281
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000282
    は来月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000283
    は今月古降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000284
    は古降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000285
    は今月新降雪量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000286
    は新降雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000287
    は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数である、ことを特徴とする請求項３に記
    載の方法。
  5. 度日係数モデルの融解原理式を用いて氷河表面物質収支量を計算することは、以下のこと
    を含み、
    融解原理式を用いて一融解周期内氷河の物質収支量を計算し、融解原理式は、
    Figure 0007303960000288
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000289
    は単一氷河の物質収支量であり、ｍは一融解周期内の月数であり、ｎは単一氷河の氷河海
    抜帯数であり、
    Figure 0007303960000290
    は融雪と融氷の再凍結係数であり、
    Figure 0007303960000291
    は氷河表面積雪の変動量であり、
    Figure 0007303960000292
    は今月降雪総量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000293
    は今月降雨総量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000294
    は氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000295
    は分割海抜帯数であり、ｍは一融解周期内の月数であり、
    氷河体積変動量を面積-体積変換式に代入することにより氷河面積変動量を計算すること
    は、以下のことを含み、
    一融解周期後の次の融解周期の氷河初期面積を計算し、前記次の融解周期の氷河初期面積
    の計算式は面積-体積変換式であり、面積-体積変換式は、
    Figure 0007303960000296
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000297
    は次の融解周期の氷河初期面積であり、
    Figure 0007303960000298
    は単一氷河の物質収支量であり、
    Figure 0007303960000299
    は現在融解周期の氷河初期体積であり、
    Figure 0007303960000300
    は較正の第１固定パラメータであり、
    Figure 0007303960000301
    は較正の第２固定パラメータであり、
    次の融解周期の氷河初期面積を取得した後、現在融解周期内氷河縮小量を計算し、現在融
    解周期内氷河縮小量の計算式は、
    Figure 0007303960000302
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000303
    は次の融解周期の氷河初期面積であり、
    Figure 0007303960000304
    は現在融解周期の氷河初期面積であり、
    Figure 0007303960000305
    は２つの融解周期内氷河縮小量、つまり氷河面積変動量であり、
    Figure 0007303960000306
    のとき、氷河末端が縮小し、末端縮小量が氷河総面積変動量であり、以下の２つの場合を
    含み：
    Figure 0007303960000307
    絶対値が最低海抜の氷河海抜帯面積よりも小さいとき、最低海抜の氷河海抜帯面積がそれ
    に対応して減少し、
    Figure 0007303960000308
    絶対値が最低海抜の氷河海抜帯面積よりも大きいとき、最低海抜の氷河海抜帯面積が完全
    に消え、かつ第２海抜の氷河海抜帯面積がそれに対応して減少し、
    Figure 0007303960000309
    のとき、氷河面積が増加し、その増加則と縮小則が逆であり、末端海抜帯面積が初期分布
    面積を満たすときのみ、氷河末端がより低い海抜帯へと増加し、
    Figure 0007303960000310
    のとき、氷河面積が変動しない、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 前記氷河融雪水流出量の計算式は、
    Figure 0007303960000311
    であり、上式において、
    Figure 0007303960000312
    は氷河融雪水流出量であり、
    Figure 0007303960000313
    は融雪と融氷の再凍結係数であり、
    Figure 0007303960000314
    は第
    Figure 0007303960000315
    の氷河海抜帯の第月の氷の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000316
    は第
    Figure 0007303960000317
    の氷河海抜帯の第月の雪の月融解量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000318
    は氷河帯の降雨量であり、単位はｍｍであり、
    Figure 0007303960000319
    は第
    Figure 0007303960000320
    の氷河海抜帯の第融解周期の氷河面積であり、単位はｋｍ２であり、
    Figure 0007303960000321
    は前回融解周期の氷河面積にステップＳ２の氷河面積変動量
    Figure 0007303960000322
    を累積して得、前記氷河表面物質収支量は
    Figure 0007303960000323
    、
    Figure 0007303960000324
    累積の合計であり、
    Figure 0007303960000325
    は分割海抜帯数であり、 yは融解周期であり、ｎは単一氷河の氷河海抜帯数であり、ｍは
    一融解周期内の月数である、ことを特徴とする請求項５に記載の氷河融雪水流出量の推定
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116823579A (zh) * 2023-08-23 2023-09-29 中国科学院地理科学与资源研究所 一种高山冰川湖泊水量变化预测方法和系统
CN117236668A (zh) * 2023-11-15 2023-12-15 山东锋士信息技术有限公司 基于供给与消耗的区域水资源配置分析决策方法及系统
CN117952010A (zh) * 2024-02-01 2024-04-30 中国科学院西北生态环境资源研究院 基于数据工程的冰川跃动态势感知系统及存储介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117077433B (zh) * 2023-09-06 2024-06-11 清华大学 一种考虑季风环流的冰川物质平衡计算方法和装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006201024A (ja) 2005-01-20 2006-08-03 Nagaoka Univ Of Technology 雪氷水資源の分布型評価方法
WO2010071158A1 (ja) 2008-12-19 2010-06-24 中国電力株式会社 貯水施設運用支援システム、貯水施設運用支援方法およびプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006201024A (ja) 2005-01-20 2006-08-03 Nagaoka Univ Of Technology 雪氷水資源の分布型評価方法
WO2010071158A1 (ja) 2008-12-19 2010-06-24 中国電力株式会社 貯水施設運用支援システム、貯水施設運用支援方法およびプログラム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116823579A (zh) * 2023-08-23 2023-09-29 中国科学院地理科学与资源研究所 一种高山冰川湖泊水量变化预测方法和系统
CN116823579B (zh) * 2023-08-23 2023-12-01 中国科学院地理科学与资源研究所 一种高山冰川湖泊水量变化预测方法和系统
CN117236668A (zh) * 2023-11-15 2023-12-15 山东锋士信息技术有限公司 基于供给与消耗的区域水资源配置分析决策方法及系统
CN117236668B (zh) * 2023-11-15 2024-03-08 山东锋士信息技术有限公司 基于供给与消耗的区域水资源配置分析决策方法及系统
CN117952010A (zh) * 2024-02-01 2024-04-30 中国科学院西北生态环境资源研究院 基于数据工程的冰川跃动态势感知系统及存储介质
CN117952010B (zh) * 2024-02-01 2024-06-25 中国科学院西北生态环境资源研究院 基于数据工程的冰川跃动态势感知系统及存储介质

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