2019 Fiscal Year Annual Research Report
multi-scale interactions between atmospheric turbulence and cumulus convection
| Project/Area Number |
19H01974
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
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, 研究員 (40447892)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 大気乱流 / 積雲対流 / スケール間相互作用 |
|---|
| 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、それによる熱や水蒸気の混合を通じて、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。本研究では、そ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。
本年度では、大気境界層における大気乱流の生成に寄与する O(100 m) スケールの地形が積雲対流にあたえる影響について研究を行った。100 m 解像どのラージエディーシミュレーションを行い、小スケールの地形の有無による積雲対流の違いを調べ、その違いをもたらす物理的メカニズムの解明を試みた。そして、O(100 m) スケールの地形は、乱流を通じて地表面付近の流れの剥離を促すことにより、上昇流を分散させ、谷風を弱めることが分かった。そして、その結果として、尾根域に生じる強い積雲対流およびそれによる降水を抑制することを明らかにした。また、尾根域の降水の結果として生じるコールドプールがその小スケールの地形による降水の抑制効果を増幅させ、尾根域だけでなく谷域における降水にまで大きな違いをもたらすことを明らかにした。
本研究成果を、科学雑誌 Journal of Atmospheric Science に投稿した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね研究申請書に記載した計画どおりに研究を進めることができているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究申請書での計画に従って、2020年度は雲内乱流と積雲対流についての研究を進める。
雲微物理計算スキームとして超水滴法を用いる予定であるが、現状ではサブグリッド乱流の効果が考慮されていない。そのため、まずはサブグリッド乱流の効果を取り込むためのスキーム開発を行う。この開発は、超水滴モデルの開発者であり、協力研究者の兵庫県立大学の島准教授と綿密に連携して行う予定である。
|
