Updating MIROC toward a global cloud-resolving model

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Challenge to the new generation cloud-resolving climate simulation
• Project/Area Number: 20H05729
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Miura Hiroaki 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70415991)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関口 美保 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (00377079) ; 佐藤 陽祐 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10633505) ; 山上 遥航 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 研究員 (40869905) ; 渡部 雅浩 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (70344497)
• Project Period (FY): 2020-10-02 – 2023-03-31
• Keywords: 第6世代GCM / MIROC / 放射モデル / Mstrn11 / スーパーパラメタリゼーション / SP-MIROC / 正20面体格子 / MMICS

Outline of Final Research Achievements

We proceeded development of a 6th generation GCM based on the climate model MIROC and provided supports for a climate simulation by the global cloud-resolving model NICAM. The radiation model MstrnX was updated to Mstrn11 and implemented in MIROC, and the representation of atmospheric fields was verified in aqua-planet experiments. We studied the superparameterization approach to merge cloud microphysics equations with climate model resolution and developed a two-layered SP-MIROC by embedding a cloud-resolving model SCALE-RM into MIROC. Improved representation of global mean fields and equatorial waves was verified. Higher resolution atmosphere-ocean coupled simulations were conducted to demonstrate usefulness of those simulations. A program package MMICS to utilize the multigrid structure of icosahedral mesh were developed.

Free Research Field

気象学、大気物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

雲微物理の方程式を解き、雲を直接表現できる第6世代GCMは、時空間解像度が高く、信頼度の高い気候シミュレーションを実現し、気候研究を変革すると期待されます。本計画研究では、「気候変動に関する政府間パネル」に貢献する気候モデルMIROCの高度化と、全球雲解像モデルNICAMの気候モデル化支援を行いました。MIROCの各要素（放射モデルMstrn等）を改良し、さらに、SCALE-RMをMIROCに融合させる新モデルを開発してその有効性を確認しました。マルチスケールモデルが気候という複雑系の物理の表現の枠組みとして有効な可能性が浮上したため、マルチスケール気候モデルに向けた基礎研究を実施しました。