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2015 Fiscal Year Annual Research Report

非静力学海洋モデルと現場係留観測に基づく南極底層水形成の実態把握

Research Project

Project/Area Number 25870021
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

松村 義正  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (70631399)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords海洋海氷結合モデル / 非静力学モデル / 粒子追跡法 / フラジルアイス
Outline of Annual Research Achievements

本課題は研究代表者が開発・運用を行う非静力学数値海洋モデルと、本課題研究代表者も参加し同時期に実施される南極沿岸域での現場直接観測を相補的に活用し、南極底層水形成機構の定量的な理解を得ることを当初の目的としていた。しかしながら後者の観測計画が順調に進まず、研究実施初期の段階で当初想定した観測データが得られないことが明らかになったため、本課題の主要な目標を従来型のモデルとは一線を画す新規手法による数値モデル高度化に定め、計画を変更して研究を実施した。
具体的には、非静力学海洋モデルに粒子追跡法を組込み、これによって微小なフラジルアイスをラグランジュ的に扱う新規的な海氷・海洋結合モデルを開発した。これにより、南極底層水形成の起点である、沿岸ポリニヤでの海氷生成過程の高解像度数値シミュレーションに成功した。
また、導入した粒子追跡法を懸濁物質の輸送にも適用し、高密度水が海底斜面を降る過程で陸起源の堆積物を巻き上げながら沖方向に輸送する過程を陽にモデル化した。この手法は南極域に限らず、高濁度の河川水による陸起源物質の海洋への供給過程のシミュレーション等に広く応用でき、今後の発展が期待できる。
さらに研究協力者と連携し、本課題で開発した新規的な数値海洋モデルをGPUアーキテクチャへ移植・最適化した。これにより、今後の大型計算機での採用が想定されるGPUアーキテクチャによる大規模シミュレーションの実現可能性を確認した。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015

All Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Presentation] Modeling turbid melt water plume and associated sediment transport2016

    • Author(s)
      Matsumura, Y., Ohashi, Y., Aoki, S. and Sugiyama, S.
    • Organizer
      International workshop on "Greenland ice sheet mass loss and its impact on global climate change"
    • Place of Presentation
      北海道大学低温科学研究所(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-24
  • [Presentation] 南極海氷コアから推定される昭和基地周辺の定着氷の発達・崩壊過程2016

    • Author(s)
      豊田威信, 牛尾収輝, 田村岳史, 野村大樹, 清水大輔, 深町康, 松村義正, Alexander Fraser
    • Organizer
      2016年度日本海洋学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-03-15
  • [Presentation] グリーンランド氷河融解水を起源とする高濁度水プルームのモデリング2016

    • Author(s)
      松村義正, 大橋良彦, 青木茂, 杉山慎
    • Organizer
      2016年度日本海洋学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-03-15
  • [Presentation] Modeling microscale processes in the ocean2016

    • Author(s)
      松村義正
    • Organizer
      惑星大気研究会「水惑星」
    • Place of Presentation
      国立天文台三鷹キャンパス(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2016-03-10
  • [Presentation] Accelerating a non-hydrostatic ocean model with multigrid Poisson/Helmholtz solver using a GPU2016

    • Author(s)
      Yamagsishi, T. and Matsumura, Y.
    • Organizer
      The 6th AICS International Symposium
    • Place of Presentation
      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-02-26
  • [Presentation] Formation and Variability of Antarctic Bottom Water off Cape Darnley: the Fourth Antarctic Bottom Water2016

    • Author(s)
      Ohshima, K. I., Nakayama, Y., Fukamachi, Y., Matsumura, Y., Nihashi, S., Tamura, T., Kitade, T., Hirano, D. and Aoki, S.
    • Organizer
      2016 AGU Ocean Science Meeting
    • Place of Presentation
      ニューオーリンズ(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2016-02-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 粒子追跡によるEuler-Lagrange型海洋混相流モデルの開発とその応用2015

    • Author(s)
      松村義正
    • Organizer
      研究集会「日本を取り囲む陸海結合システムの解明に向けて」
    • Place of Presentation
      北海道大学低温科学研究所(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-12-17
  • [Presentation] Modeling sediment entrainment into newly formed sea ice2015

    • Author(s)
      Matsumura, Y., Ito, M. and Ohshima, K. I.
    • Organizer
      The Sixth Symposium on Polar Science
    • Place of Presentation
      国立極地研究所(東京都立川市)
    • Year and Date
      2015-11-19
  • [Presentation] A GPU Acceleration of a Non-Hydrostatic Ocean Model Using a Mixed Precision Multigrid Preconditioned Conjugate Gradient Method2015

    • Author(s)
      Yamagsishi, T. and Matsumura, Y.
    • Organizer
      Supercomputing Conference 2015
    • Place of Presentation
      オースティン(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2015-11-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非静力学モデルを用いた沿岸域での微小スケールプロセスのモデリング2015

    • Author(s)
      松村義正
    • Organizer
      研究集会「沿岸から外洋までをシームレスにつなぐ海洋モデリングシステムの構築に向けて」
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究(千葉県柏市)
    • Year and Date
      2015-11-16
  • [Presentation] A fast GPU accelerated mixed precision calculation for a non-hydrostatic ocean model with a multigrid preconditioned conjugate gradient method2015

    • Author(s)
      Yamagsishi, T. and Matsumura, Y.
    • Organizer
      GPU Technology Conference 2015
    • Place of Presentation
      虎ノ門ヒルズフォーラム(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-09-18
  • [Presentation] A Numerical Investigation of Formation and Variability of Antarctic Bottom Water off Cape Darnley, East Antarctic2015

    • Author(s)
      Nakayama, Y., Ohshima, K. I., Matsumura, Y., Fukamachi, Y. and Hasumi, H.
    • Organizer
      26th IUGG General Assembly
    • Place of Presentation
      プラハ(チェコ)
    • Year and Date
      2015-07-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling small scale ocean-ice shelf interaction2015

    • Author(s)
      Matsumura, Y.
    • Organizer
      An Australian-Japanese workshop on ice-ocean interactions
    • Place of Presentation
      ホバート(オーストラリア)
    • Year and Date
      2015-07-01
  • [Book] 北海道大学低温科学研究所編「低温科学便覧」, 第7章 南極海における海氷生成と深層水形成2015

    • Author(s)
      大島慶一郎, 深町康, 青木茂, 松村義正 他
    • Total Pages
      383 (133-158)
    • Publisher
      丸善出版

URL: 

Published: 2017-01-06  

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