2015 Fiscal Year Research-status Report
成層圏大気大循環の長期変動における大気重力波と熱帯対流の役割
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26800252
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
小玉 知央 国立研究開発法人海洋研究開発機構, シームレス環境予測研究分野, 研究員 (90598939)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 全球非静力学中層大気モデル / 大気大循環 / 大気重力波 / 国際研究者交流（ドイツ） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の実績報告書で見直した研究計画に従って、平成27年度はこれまで実施した高解像度・短期実験データにおける大気重力波の解析と成果発表を中心に実施した。波数毎のエネルギースペクトルを計算し、高度毎の大気重力波の水平・鉛直解像度依存性を示すことで計算の妥当性を検討した。あわせてエネルギースペクトルに対するスピンアップ（初期条件の影響）の影響を調査した結果、２日程度で概ね収束することがわかった。これは、数日という短期積分でも大気重力波のエネルギースペクトルが解析できることを示した点で意義がある。この結果を踏まえて、新たに水平解像度 14km および 7km、鉛直解像度 300m の設定で数日程度の短期積分を実施した。これは対流と大気重力波をともに解像するモデルの構築に向けた重要なステップである。特に水平解像度 7km 実験は当初の実験計画にはなかったが、研究協力者との議論、および中層大気モデルの高解像度化に向けた国際競争を考慮して実施したものである。以上の結果について国内・国外の学会において発表を行うとともに、投稿論文の準備を進めている。
モデルの安定性を高めるため、前年度に引き続きタイムステップや数値拡散、鉛直風に対するレイリー摩擦といったモデル設定について検討を行うとともに感度実験を実施した。類似のモデルを開発しているドイツ・マックスプランク気象研究所に長期滞在し、モデルの設定について情報交換を行った。モデルが不安定化する一因として、水平解像度が細かく鉛直解像度が粗い場合、本来より長い鉛直波長をもった大気重力波があまり減衰せずに上層へ到達して鉛直 CFL 条件を破っていることが考えられる。今後、鉛直解像度に応じた適切な数値拡散、もしくは最適な水平・鉛直解像度の組み合わせを検討する必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は予定していたエネルギースペクトル解析を実施するとともに、スピンアップの調査を行うことで短期積分の有用性を確認した。国内外の研究協力者との議論を通じて、研究開始時に計画した長期積分ではなく高解像度の短期積分を優先的に実施した。これにより、水平解像度 7km、鉛直解像度 300m というインパクトの高い計算が実現した。計算安定性については引き続き課題が残っているが、実験設定に対する議論と感度実験の実施を通じて問題に対する理解が進んだ。得られた成果を国内外の学会で発表した。以上より大気重力波と熱帯対流を同時に表現するモデルの基盤整備および研究は着実に進んでおり、研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
計算の進展状況と国際競争を考慮しつつ最大限の成果を創出するため、引き続き高解像度・短期実験データの解析と成果発表を中心に研究を進める。特に成果の論文投稿に向けた準備を加速する。当初予定していた長期積分・短期タイムスライス実験の実施については、今年6月に行われる CMIP6 DynVAR WS での議論を踏まえて判断する。今年度中盤には CMIP6 用の新しい NICAM がリリースされるとともに low-top モデルを用いた長期積分が計画されている。この長期積分の追加実験として high-top モデルで同様の実験を行うことを検討する。引き続き、計算不安定の問題についてモデル設定の見直しを行う。
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| Causes of Carryover |
今年度長期滞在を行ったマックスプランク気象研究所から旅費の補助を受けたため、ヨーロッパにおける関連研究機関への訪問旅費は当初想定の半額程度となった。IUGG参加についてもドイツ滞在中の二次出張であったため、旅費が国内出張並みとなった。また、まだ論文受理に至っていないため、論文投稿費は発生しなかった。以上より未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
CMIP6 DynVAR workshop をはじめとする海外学会への参加および研究滞在を予定している。モデル開発関連の打ち合わせで国内出張を予定している。また、論文投稿費が発生する見込みである。
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Research Products
(3 results)
