2021 Fiscal Year Research-status Report
数値モデルに適用する雲氷・降雪粒子の新スキーム開発による気候予測の高精度化
| Project/Area Number |
19K14795
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
道端 拓朗 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (30834395)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | エアロゾル・雲相互作用 / 全球気候モデル / 降水 / 放射強制力 / 微物理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
全球気候モデルが苦手とする雲・降水過程の中でも、雲氷・降雪粒子の成長過程の表現は特に不確実性の大きいプロセスの一つである。今年度は、本課題でこれまでに開発を推進してきた新しい雲・降水スキームを用いて、気候感度および雲フィードバックの定量化に着手した。その結果、降水を診断的に取り扱う従来型のスキームに対し、降水を予報する新スキームでは、気候感度が約20%増大することが明らかになった。これは、温暖化時に雲が高高度まで移動するフィードバックがより強く働くことで、長波による温室効果が強まることによるものであるが、この効果は雲量を適切に表現できる降水予報型スキームによる大きな利点である。このことは、降水診断型の国内外多くの従来型モデルでは、気候感度を過小に評価している可能性を示唆するものである。
また、雲から降水に至る成長過程をシームレスに表現するため、さらなるモデルの高度化にも取り組んだ。具体的には、本課題における最重要事項として掲げていた、雹・あられといった大粒子を陽に取り扱うスキームの開発に着手した。作業効率化のために鉛直一次元モデルを用いて開発を行い、パラメータへの感度などを詳細に調査した。理想化実験において適切にモデルが動作することを確認した上で、全球モデルに実装を拡張し、大気モデル設定での標準実験を安定して実施することができた。初期解析の結果、半径5mmを超えるような雹粒子を再現することが可能になり、局地降水の再現性向上に繋がることが期待される。一方で、粒子サイズに対して落下速度が小さいことや、サブグリッドの取り扱いに非現実的な仮定が入っているなど、課題点も残っており、継続してモデルの高度化に取り組む予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に記載していた通り、開発した新しいパラメタリゼーションの導入による気候感度や雲フィードバックへの影響を定量的に調査できており、モデルの開発・評価の両面で順調に研究が進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
雹・あられを予報する新しい降水パラメタリゼーションの開発が順調に進んだ一方で、降水粒子の落下速度や粒子サイズの表現、およびサブグリッドの取り扱いに課題点が複数残存している。今後は、多数の感度実験によりパラメータへの依存性を調査するほか、CloudSat衛星やGPM衛星など全球規模の衛星観測データを用いることで、数値モデルの雲・降水素過程の評価を行う。
また、開発した新型モデルを用いて、現在気候での標準実験に加え、エアロゾル排出量を変化させた実験や温暖化実験などを実施することにより、雲・降水過程の表現手法の高度化が気候変動予測にどのように重要な役割を持っているかについて、系統的に評価を推進する予定である。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により、当初予定していた旅費の使用が困難となり、未使用額が生じた。最終年度である次年度に繰越し額の旅費を使用する計画であるが、状況によっては物品費およびその他の経費に充てる予定である。
|
