水物質の相変化と流れの相互作用を解く次世代気象モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 25800266
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 宮本 佳明 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 (90612185)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 気象モデル / 乱流 / 相変化 / Large Eddy Simulation / 直接計算 / 大気乱流

研究成果の概要

本研究は、水滴と流れの相互作用を陽に解く数値モデル（“空気＋水滴”DNSモデル）を構築し、それを基に次世代の気象モデルの根幹部分の定式化を試みるものである。課題期間内にDNSモデルを構築に成功し、大型計算機での計算に向けて並列化・高速化も施した。さらに複数のテスト計算結果と観測・理論と比較することで、構築したモデルが現実的に利用可能であることを示した。また、数値実験において必ず伴う問題、方程式の離散化が解く現象に与える影響を、定量的に評価する理論的手法を考案した。さらに、水の相変化の影響が大きい気象現象である深い湿潤対流が、格子幅や背景場によって構造が異なることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Performance assessment of a triple-frequency spaceborne cloud-precipitation radar concept using a global cloud-resolving model (2015)
  • 著者名/発表者名: Leinonen, J., M. D. Lebsock, S. Tanelli, K. Suzuki, H. Yashiro, and Y. Miyamoto,
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 8 号: 8 ページ: 3493-3517
  • DOI: 10.5194/amt-8-3493-2015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impacts of cloud microphysics on trade wind cumulus: Which cloud microphysics processes contribute to the diversity in a large eddy simulation? (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., S. Nishizawa, H. Yashiro, Y. Miyamoto, Y. Kajikawa, and H. Tomita
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 2 号: 1 ページ: 23-23
  • DOI: 10.1186/s40645-015-0053-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of grid aspect ratio on planetary boundary layer turbulence in large-eddy simulations (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, S., H. Yashiro, Y. Sato, Y. Miyamoto, and H. Tomita
  • 雑誌名: Geosci. Model Dev. Discuss. 巻: 8
  • DOI: 10.5194/gmdd-8-6021-2015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gradient wind balance in tropical cyclones in high-resolution-global experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Yoshiaki, Masaki Satoh, Hirofumi Tomita, Kazuyoshi Oouchi, Yohei Yamada, Chihiro Kodama, James Kinter III
  • 雑誌名: Monthly Weather Review 巻: 142 号: 5 ページ: 1908-1926
  • DOI: 10.1175/mwr-d-13-00115.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 完全圧縮LESモデルの開発と層積雲の成長過程に関する計算～雲・エアロゾル科学への計算科学からの貢献 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 陽祐, 西澤 誠也, 八代 尚, 宮本 佳明, 山浦 剛, 富田 浩文
  • 雑誌名: 低温科学 巻: 72 ページ: 265-283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential of Retrieving Shallow-Cloud Life Cycle from Future Generation Satellite Observations through Cloud Evolution Diagrams: A Suggestion from a Large Eddy Simulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato.Y, S.Nishizawa 他
  • 雑誌名: SOLA 巻: 10 号: 0 ページ: 10-14
  • DOI: 10.2151/sola.2014-003
  • NAID: 130004940840
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deep moist atmospheric convection in a sub-kilometer global simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Yoshiaki, Yoshiyuki Kajikawa, Ryuji Yoshida, Tsuyoshi Yamaura, Hisashi Yashiro and Hirofumi Tomita
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 号: 18 ページ: 4922-4926
  • DOI: 10.1002/grl.50944
  • 査読あり
• [雑誌論文] 広領域・高解像度実験のための気象LESモデルの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西澤誠也，佐藤陽祐，八代尚，宮本佳明，吉田龍二，富田浩文，Team SCALE
  • 雑誌名: ながれ 巻: 32 ページ: 149-152
  • NAID: 110009612017
• [学会発表] Convection on the globe in the sub-kilometer global simulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y.,
  • 学会等名: Department seminar of Atmospheric Sciences in National Taiwan University
  • 発表場所: Taipei・Taiwan
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A triggering mechanism of rapid intensification of tropical cyclones (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y. and T. Takemi
  • 学会等名: AOGS 12th Annual Meeting
  • 発表場所: Singapore・Shingapore
  • 年月日: 2015-08-06
  • 国際学会
• [学会発表] Predictability of deep moist atmospheric convection in a sub-kilometer global simulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y., T. Yamaura, R. Yoshida, H. Yashiro, H. Tomita, and Y. Kajikawa
  • 学会等名: AOGS 12th Annual Meeting
  • 発表場所: Singapore・Singapore
  • 年月日: 2015-08-06
  • 国際学会
• [学会発表] Deep moist atmospheric convection in a sub-kilometer global simulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y., Y. Kajikawa, R. Yoshida, T. Yamaura, H. Yashiro, and H. Tomita
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Diurnal Cycle of the precipitation in a sub-kilometer global simulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yashiro, H., Y. Kajikawa, Y. Miyamoto, R. Yoshida, T. Yamaura, and H. Tomita
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Examining impacts of a global warming on the development rate of tropical cyclone intensity using a global non-hydrostatic model (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., C. Kodama, A. Noda, M. Nakano, M. Sugi, T. Nasuno, K. Oouchi, M. Satoh, M. Sawada, Y. Miyamoto, H. Yashiro, and H. Tomita
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] A transition mechanism for the spontaneous axisymmetric intensification of tropical cyclones (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y. and T. Takemi
  • 学会等名: 31st Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
  • 発表場所: San Diego, California, U.S.A.
  • 年月日: 2014-04-01 – 2014-04-04
• [学会発表] An analytical model of maximum potential intensity for tropical cyclones incorporating the effect of ocean mixing (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y., R. Rotunno, and G. Bryan
  • 学会等名: 31st Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
  • 発表場所: San Diego, California, U.S.A.
  • 年月日: 2014-04-01 – 2014-04-04
• [学会発表] Deep moist convection in a sub-kilometer global simulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Yoshiaki, Yoshiyuki Kajikawa, Ryuji Yoshida, Tsuyoshi Yamaura, Hisashi Yashiro and Hirofumi Tomita
  • 学会等名: International Workshop on Climate System Modeling
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • 招待講演
• [学会発表] A transition mechanism for the spontaneous axisymmetric intensification of tropical cyclones (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Yoshiaki, Tetsuya Takemi
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2013
  • 発表場所: Chiba
  • 招待講演
• [学会発表] 深い湿潤対流の解像度依存性―全球30kmから800mまでの解像度感度実験― (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本佳明，梶川善幸，吉田龍二，八代尚，山浦剛，富田浩文
  • 学会等名: 日本気象学会2013年度春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [備考] 研究者（宮本佳明）のwebページ
  • URL: http://aics-research.riken.jp/tomitat_top/members/miyamoto/indexJ.html