Development of a strategy for coupling high-order dynamical cores and physical processes considering future high-resolution atmospheric simulations

• Project/Area Number: 25K17471
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 河合 佑太 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 技師 (50836434)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2029: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2028: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 高精度流体計算法 / 大気力学コア / 力学過程-物理過程結合 / 高解像度大気シミュレーション

Outline of Research at the Start

大型並列計算機の飛躍により、全球高解像大気計算で用いられる水平格子幅は、ラージエディシミュレーションが対象とする O(10-100 m)に迫りつつある。大気モデルの空間解像度の向上や雲・放射といった物理モデルの精緻化が進む中で、従来的に用いられてきた流体計算法の再検討や、物理モデルと高精度な流体計算の結果をどう結合するかの問題に取り組む価値があると考えられる。申請者は、高精度化が単純で計算効率の高い特徴を持った不連続ガラーキン法に基づく大気力学コアを開発してきた。本課題では、その力学コアに物理過程を導入するとともに、流体計算法の有効解像度と調和した力学-物理過程の結合手法の開発に挑戦する。