| 研究領域 | ＤＮＡ気候学への挑戦 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05731
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
升本 順夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60222436)
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| 研究分担者 |
河合 佑太 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 特別研究員 (50836434)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
2022年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2021年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2020年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 高解像度気候モデル / 高精度全球力学コア / 不連続ガラーキン法 / 対流自己組織化 / 放射対流平衡 / スーパーパラメタリゼーション / 赤道ケルビン波 / 大気海洋結合気候モデル / 要素モデル / 高精度力学コア / パラメタリゼーション / 雲の組織化 / 高精度流体スキーム / 熱帯大気擾乱 / 積雲対流 / 自己組織化現象 / 高解像度大気海洋結合気候モデル / 汎惑星流体モデル / 3次元放射対流平衡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、従来の大気海洋結合気候モデルを、より統合的で自由度の高いモデルとし、広範な目的に利用できるようにするため、新たに必要となる「新要素モデル」の開発と、様々な惑星の気候計算に応用可能な「汎惑星流体モデル」の構築を目指す。「新要素モデル」は、雲微物理過程から大循環規模までのスケール間相互作用を陽に取り入れるための基礎を形作るとともに、従来型モデルにも適合可能なパラメータ化に貢献する。「汎惑星流体モデル」の構築では、物理表現と計算効率のバランスが取れた高精度流体スキームを研究開発し、大気・海洋モデルへ適用することで、多様な惑星流体の挙動把握に役立たせる。
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| 研究成果の概要 |
新たな高精度流体離散化手法の基礎研究では、不連続ガラーキン法に基づく高精度力学スキームを用いた全球大気力学コアを開発し、湿潤過程や雲微物理スキームの導入を行うとともに、汎惑星流体モデルの構築を行った。また、新たな数理的手法を取り入れた要素モデルの構築とその物理過程の理解では、情報エントロピーの視点を取り入れて積雲対流の自己組織化も考慮した湿潤対流過程の理解を深めるとともに、新たな確率格子モデルを開発した。さらに、大気の対流活動を陽に取り扱う新たなスーパーパラメタリゼーション手法を構築し、赤道ケルビン波の再現性向上に寄与するメカニズムを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は、次世代の新たな気候モデルや汎惑星流体モデルの構築に不可欠な基礎的理解を深化させ、現実的設定での実装への大きなステップとなる。特に、汎惑星流体モデルは惑星大気や惑星海洋を統一的に理解するために不可欠なモデルとなることが期待される。また、従来の研究では手薄であったパラメタリゼーションの物理機構に踏み込んだ理解を進めたことにより、従来型の気候モデルに対しても改良の指針を提供する成果を得ており、気候モデルの高度化という視点での学術的意義は大きい。
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