multi-scale interactions between atmospheric turbulence and cumulus convection
| Project/Area Number |
19H01974
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
西澤 誠也 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (40447892)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 大気乱流 / 積雲対流 / スケール間相互作用 / 対流 |
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| Outline of Research at the Start |
大気乱流は、それによる熱や水蒸気等の混合を通じて、より大きなスケールの大気現象に影響を与えることが知られている。しかしながら、その時空間スケールの小ささから、観測や実験が容易ではなく、大気乱流が関わるスケール間相互作用については、まだまだ未解明な部分が多く残されている。本研究では、積雲対流と大気乱流を同時に表現する大規模数値シミュレーションにより、地表面付近や雲内の乱流と積雲対流の間の相互影響について、そのメカニズムを解明するとともに、その量的評価を行う。これにより、これまで考えることが難しかった大気乱流を含む大気現象のスケール間相互作用という新しい研究領域の開拓を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
積雲対流は、強い降水をもたらすなど、社会的にも重要な大気現象であり、その理解およびシミュレーションにおける高い再現性が求められている。O(1 km) 以下のスケールをもつ大気乱流は、熱や水蒸気を混合するため、O(10 km) スケールである積雲対流に大きな影響を与えることが知られている。しかしながら、その時空間スケールの小ささから、大気乱流と積雲対流とのスケール間相互作用については理解が進んでいない。そこで、本研究では、それらのスケール間相互作用を理解することを目的としている。
本研究では、大気乱流と積雲対流をともに陽に解像するラージエディーシミュレーション実験を行うことにより、その相互作用を明らかにすることを試みた。
シミュレーションにおける雲微物理過程について、従来計算手法であるバルク法やビン法を用いた実験に加え、最新のラグランジュ粒子ベースの計算手法である超水滴法 (Shima et al. 2009, 2020) を用いた実験を行うことにより、積雲対流と境界層の関係について複数の視点から調べた。また、大気乱流および積雲対流は非線形が強い現象であるため、カオス性に起因する不確実性に関する影響評価も行った。これらにより、大気乱流および積雲対流のスケール間相互作用について、その性質を多角的な観点から明らかにすることが出来た。一方で、これらの間の相互作用については、まだ未解明な点も多く、今後さらなる研究を続けていくことが重要である。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)
