2008 Fiscal Year Annual Research Report
大気圏-電離圏統合モデルによる超高層大気の変動機構の解明と数値予測システムの構築
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20200047
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
陣 英克 National Institute of Information and Communications Technology, 電磁波計測研究センター 宇宙環境計測グループ, 専攻研究員 (60466240)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三好 勉信 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20243884)
藤原 均 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50298741)
品川 裕之 独立行政法人情報通信研究機構, 電磁波計測研究センター 宇宙環境計測グループ, 主任研究員 (00262915)
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| Keywords | 気象学 / 超高層大気 / 電離圏 / 地球変動予測 / シミュレーション / 対流圏 / 熱圏 / モデル結合 |
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| Research Abstract |
本研究では、世界初となる大気圏-電離圏統合モデルを開発する。そして、このモデルを用いて、長年未解決であった電離圏日々変動のメカニズムの解明や、超高層大気の数値予測システムの構築に挑戦する。本年度は、当初の研究実施計画に従い、下記の研究項目を実施した。
1、大気圏モデル、電離圏モデル、ダイナモモデルの結合
これらの数値モデルは、異なる領域や物理過程を扱うため、時間スケールなどの物理パラメータや、方程式、座標系が異なる。また、別々に開発されてきたため、アルゴリズムやコーディング技法といったソフトウェア技術の面でも違いがある。我々は、これらの違いを乗り越えてモデル同士を結合させるため、各モデルの上位に位置し、モデル間の変数交換や座標変換などを含めて結合を管理するルーチンを開発した。さらに、各大気圏、電離圏、ダイナモモデルを作り変え、結合管理ルーチンに対応するインターフェースを持たせた。この手法により、大気圏-電離圏統合モデルの初期版を完成させた。大気圏-電離圏統合モデルの初期結果としては、下層大気起源と考えられる電離圏密度変動が再現されており、各学会で発表する予定である。
2、モデルの高精度化
大気大循環モデルの水平分解能を約140kmから約100km程度へと高分解能化し、気象の数値予報などで広く使用されている大気大循環モデルと同程度にした。これに合わせて、鉛直分解能も改良した。計算結果を分析し、下層大気から超高層大気へと伝播する大気波動の再現性を確認出来た。
3、ダイナモモデルの現実的な地球磁場形状への対応
現実的な電離圏電場分布を再現するため、ダイナモモデルの座標系について、単純な形状から現実の地球磁場形状へ変更することを目指している。今年度は、国際標準地球磁場(IGRF)経験モデルを基に、地球磁力線上の格子を生成するルーチンを作成した。次年度にダイナモモデルの更新を行う。
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