2015 Fiscal Year Annual Research Report
超水滴法の高度化によるエクサスケール時代を見据えた先駆的雲解像モデルの開発
| Project/Area Number |
26286089
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
島 伸一郎 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (70415983)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 陽祐 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 基礎科学特別研究員 (10633505)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 計算科学 / 高性能計算(HPC) / 気象学 / 雲微物理 / エアロゾロル・雲相互作用 / 超水滴法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、世界に先駆けて豪雨をもたらす積乱雲のふるまいとそれに伴う雷の発生を高精度かつ高速に計算できる雲解像モデルを開発することである。超水滴法という研究代表者らが独自に開発した数値計算手法を、さらに高度化することによりこの目的を達成する。
本年度は、前年度までに開発したモデルを利用して温かい雲のふるまいを調べる応用研究と、モデルを氷晶過程に拡張する研究の、2種類を行った。
応用研究の方では特に洋上の層積雲に着目した。大陸西岸に発生する層積雲の形状はエアロゾルとの相互作用によって大きく変化することが示唆されている。我々のモデルを活用することにより、エアロゾルの濃度が低い場合は雲が少なく霧雨が降る状態に、濃度が高い場合は雲が層状に空を覆う状態になることを、原理的なシミュレーションにより確認することができた。また、正確な数値解を得るために必要な空間解像度も明らかにした。
超水滴法の氷相過程への拡張も行った。まださらなる精緻化が必要であるが、氷晶核となるエアロゾル粒子を陽に扱った上で、昇華凝結や凝結凍結などの様々な機構による氷晶の生成、昇華成長、併合成長、といった一連の重要なプロセスを全てモデルに取り込むことができた。その動作テストとして、豪雨を伴うスコールラインのシミュレーションを行い、先行研究と矛盾しない妥当な結果が得られることを確認した。さらに、大気中のエアロゾル濃度がスコールラインのふるまいに与える影響についても調査した。これにより、エアロゾル濃度が高いときの方が、より強く積乱雲が発達し降水量も増えるという予備的結果が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
氷相過程への拡張という本年度の目標は一応達成されているが、まだ動作検証とモデルの精緻化が不十分であるため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
少し遅れている部分はあるが、基本的には当初の計画通りに研究を進める。複雑な形状の氷粒子を扱えるようにするなど氷晶モデルの精密化を行う。平行して、氷粒子の帯電過程を導入し、積乱雲内の電荷分布の再現実験を通してモデルの性能を検証する。
|
| Causes of Carryover |
ストレージサーバが見込みより安く購入できたため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ストレージの増強に使用する。
|
