• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

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

研究課題

研究課題/領域番号 26286089
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

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)

研究分担者 佐藤 陽祐  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10633505)
連携研究者 富田 浩文  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (00399578)
研究協力者 Arabas Sylwester  AETHON, H2020 SME Innovation Associate
Grabowski Wojciech W.  NCAR, Senior Scientist
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード雲微物理学 / 気象学 / 超水滴法 / 高性能計算(HPC) / 計算科学 / エアロゾル・雲相互作用 / 大気現象 / 雲微物理 / エアロゾロル・雲相互作用 / 高性能計算 (HPC)
研究成果の概要

エクサスケールスパコンの時代の到来を見据え、超水滴法という雲の微視的ふるまいを原理的法則に基づいて高速に計算することができる革新的な数値計算手法を、さらに高度化した。雲の中では氷晶・あられ・ひょう・雪片などの多様な形態の氷粒子が形成される。これらを扱えるように超水滴法を拡張した結果、積乱雲の中で氷粒子の形状が変化する様を直接的に計算できるようになった。また、水雲の数値的研究も進めた。特に、貿易風帯の積雲群を正確に数値計算するためには10m程度の格子サイズが必要であることを示し、その理由も明らかにした。雲と乱流の相互作用などに着目し、モデルをさらに高速化する方法についても検討した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 17件、 招待講演 11件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] National Center for Atmospheric Research(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Warsaw(Poland)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] East China Normal University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Warsaw(Poland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] National Center for Atmospheric Research(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] East China Normal University(China)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad Autonoma Metropolitana(Mexico)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Warsaw(Poland)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] National Center for Atmospheric Research(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] A grid refinement study of trade wind cumuli simulated by a Lagrangian cloud microphysical model: the super-droplet method2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Yousuke、Shima Shin-ichiro、Tomita Hirofumi
    • 雑誌名

      Atmospheric Science Letters

      巻: 18 号: 9 ページ: 359-365

    • DOI

      10.1002/asl.764

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the CCN (de)activation?nonlinearities2017

    • 著者名/発表者名
      Arabas Sylwester、Shima Shin-ichiro
    • 雑誌名

      Nonlinear Processes in Geophysics

      巻: 24 号: 3 ページ: 535-542

    • DOI

      10.5194/npg-24-535-2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 荒木健太郎, 當房豊, 山下克也, 佐藤陽佑, 鈴木健太郎, 瀬戸里枝, 川合秀明, 山内晃, 小池真, 三隅良平, 三浦和彦, 島伸一郎, 橋本明弘, 田尻拓也, Tzu-Hsien Kuo, 岩田歩, 折笠成宏, 木ノ内健人2017

    • 著者名/発表者名
      シンポジウム 「エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会」報告
    • 雑誌名

      天気

      巻: 64(7) ページ: 483-491

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 島伸一郎, 前田晃佑2017

    • 著者名/発表者名
      超水滴法による雲の精密シミュレーションとその工学応用
    • 雑誌名

      化学工学誌

      巻: 81巻5号 ページ: 254-257

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 超水滴法による雲の精密シミュレーションとその工学応用2017

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎, 前田晃佑
    • 雑誌名

      化学工学誌

      巻: 81 ページ: 254-257

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 雲の物理学入門2014

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 雑誌名

      物性研究

      巻: 3 ページ: 033210-033210

    • NAID

      120005466767

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Application of the super-droplet method to mixed-phase clouds based on the porous spheroid approximation of ice particles2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Shima, Y. Sato, A. Hashimoto, and R. Misumi
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics, Vancouver, BC
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the CCN (de)activation nonlinearities2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arabas and S. Shima
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics, Vancouver, BC
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of cloud microphysics: Can we do better?2018

    • 著者名/発表者名
      Wojciech W. Grabowski, H. Morrison,?S. I. Shima,?G. C. Abade, and H. Pawlowska
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics, Vancouver, BC
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bifurcations in a dynamical system describing formation of cloud droplets on atmospheric particulate matter2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arabas and S. Shima
    • 学会等名
      seminar @ NCSR Demokritos (Athens, Greece)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bifurcations in a dynamical system describing formation of cloud droplets on atmospheric particulate matter2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arabas and S. Shima
    • 学会等名
      seminar @ Jagiellonian University (Cracow, Poland)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] On the CCN (de)activation nonlinearities2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arabas and S. Shima
    • 学会等名
      seminar @ LAQS / University of Patras, Patras, Greece
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A grid refinement study on shallow cumuli using a large eddy simulation model2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, S. Shima, H. Tomita
    • 学会等名
      NITech Lectures on Turbulence and Cloud, Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超水滴法による雲の精密シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      KOBE HPC Spring School 2018, 神戸大学計算科学教育センター (兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Smoluchowski方程式と超水滴法2018

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      第7回兵庫県立大学計算科学連携セミナー?非平衡現象のダイナミクス?, 兵庫県立大学情報科学キャンパス (兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法の混相雲へ適用に関する進捗報告2018

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎, 佐藤陽祐, 橋本 明弘
    • 学会等名
      2017年度エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会, 国立極地研究所 (東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法による海洋層積雲のシミュレーションと大気境界層内の乱流構造2018

    • 著者名/発表者名
      武田 和弥, 島 伸一郎
    • 学会等名
      2017年度エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会, 国立極地研究所 (東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Grid convergence of the large-eddy simulation of shallow maritime cumuli eld: a case study using the super-droplet method as the cloud microphysics model2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, S. Shima(*speaker), H. Tomita
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Cloud Turbulence
    • 発表場所
      名古屋工業大学 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical experiments of aerosol impacts on warm clouds using a cloud-resolving model with the super droplet method2017

    • 著者名/発表者名
      K. Moriki, S. Shima, K. Tsuboki
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Cloud Turbulence
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roadmap to develop a cloud and aerosol resolving model: extension of the super‐droplet method to ice phase, aerosol, and electricity2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shima
    • 学会等名
      International Workshop on Cloud Microphysics - Turbulence Interaction
    • 発表場所
      Leibniz Institute for Tropospheric Research, Leipzig, Germany
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 雲とエアロゾルの混合状態完全解像モデルの実現に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
    • 発表場所
      国立極地研究所(東京都立川市)
    • 年月日
      2017-02-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Progress of the application of the super-droplet method to mixed-phase clouds2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shima, Y. Sato, A. Hashimoto
    • 学会等名
      Workshop on particle-based modeling of cloud microphysics, University of Hyogo, Kobe Campus for Information Science, Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical study on marine stratocumulus and their turbulence structure using the super-droplet method2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takeda, S. Shima
    • 学会等名
      Workshop on particle-based modeling of cloud microphysics, University of Hyogo, Kobe Campus for Information Science, Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grid convergence of the large-eddy simulation of shallow maritime cumuli field and a comparison of the super-droplet and bulk cloud microphysics model2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, S. Shima(speaker), H. Tomita
    • 学会等名
      ZFA Seminars, University of Warsaw, Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical experiments of aerosol impacts on warm clouds using a cloud-resolving model with the super droplet method2017

    • 著者名/発表者名
      K. Moriki, S. Shima, K. Tsuboki
    • 学会等名
      JpGU-AGU joint meeting 2017, Makuhari Messe, Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超並列計算により明らかにする対流雲の高精度再現のための要求解像度2017

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎, 佐藤陽祐
    • 学会等名
      第4回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会, コクヨホール (東京・品川)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法による海洋層積雲のシミュレーションと乱流モデルの影響評価2017

    • 著者名/発表者名
      武田和弥, 島伸一郎
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度秋季大会, 北海道大学学術交流会館 (北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study of shallow maritime clouds using the super-droplet method2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shima
    • 学会等名
      International Symposium on Mathematical Modeling 2016
    • 発表場所
      Universidad Autonoma Metropolitana, Mexico City, Mexico
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impacts of spatial grid resolution on the cloud cover of marine shallow cumulus2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, S. Shima, and H. Tomita
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models (NHM2016)
    • 発表場所
      ザ・プリンス 箱根芦ノ湖 (神奈川県箱根市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超水滴法を用いた発雷予測の基盤となる雲氷粒子の微物理モデリング2016

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎, 佐藤陽祐* (*発表者)
    • 学会等名
      第3回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会
    • 発表場所
      コクヨホール (東京都品川区)
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study of shallow maritime clouds using the super-droplet method2016

    • 著者名/発表者名
      S.Shima
    • 学会等名
      the 2nd International workshop on "Numerical Simulations of Particle/Droplet/Bubble-laden Multiphase Flows"
    • 発表場所
      海洋研究開発機構横浜研究所 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impacts of grid resolution on the maritime cumulus simulated by the stochastic Lagrangian cloud microphysical scheme2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato and S. Shima
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Clouds & Precipitation
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impacts of grid resolution on the maritime cumulus simulated by the stochastic Lagrangian cloud microphysical scheme2016

    • 著者名/発表者名
      Yousuke Sato, Shin-ichiro Shima
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Clouds & Precipitation (ICCP)
    • 発表場所
      The University of Manchester, Manchester, UK
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超水滴法によるエアロゾル-雲相互作用の定量化に向けた取り組み2016

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      平成 27 年度 国立極地研究所・研究集会 エアロゾル-雲相互作用について語らう会
    • 発表場所
      国立極地研究所 (東京都、立川市)
    • 年月日
      2016-02-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法による雲の精密シミュレーション,他2015

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      数理モデリング研究会 in 滋賀
    • 発表場所
      湖邸滋びわこくらぶ (滋賀県、大津市)
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法による雲の精密シミュレーションと衛星リモートセンシングの高度化2015

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎, 佐藤陽祐
    • 学会等名
      第2回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題 成果報告会
    • 発表場所
      日本科学未来館 (東京都、江東区)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 雲とエアロゾルの統合シミュレーションと課題2015

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2015年度年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス (石川県、金沢市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法による雲の精密シミュレーションとその工学的応用2015

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2015
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都、江東区)
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法を用いた洋上の浅い積雲の再現実験と妥当性評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤陽祐、島伸一郎
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超水滴法を用いた洋上の浅い積雲の再現実験と妥当性評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤陽祐, 島伸一郎
    • 学会等名
      日本気象学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県、つくば市)
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Particle-based and probabilistic methods for warm-rain cloud microphysics2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Shima
    • 学会等名
      Workshop on Eulerian vs. Lagrangian methods for cloud microphysics
    • 発表場所
      Warsaw (Poland)
    • 年月日
      2015-04-20 – 2015-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Particle-based and probabilistic methods for warm-rain cloud microphysics2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Shima
    • 学会等名
      Workshop on Eulerian vs. Lagrangian methods for cloud microphysics
    • 発表場所
      U. of Warsaw, Warsaw, Poland
    • 年月日
      2015-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preliminary numerical study on the cumulus-stratus transition induced by the increase of formation rate of aerosols2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Shima, Koichi Hasegawa, Kanya Kusano
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2015
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 年月日
      2015-04-12 – 2015-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary numerical study on the cumulus-stratus transition induced by the increase of formation rate of aerosols2015

    • 著者名/発表者名
      Shima, Shin-ichiro; Hasegawa, Koichi; Kusano, Kanya
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2015
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-04-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical study on the cumulus-stratus transition using the super-droplet method2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Shima
    • 学会等名
      International Workshop on Cloud Turbulence
    • 発表場所
      Nagoya Institute of Technology (Aichi, Nagoya)
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preliminary numerical study on the cumulus-stratus transition induced by the increase of formation rate of aerosol2014

    • 著者名/発表者名
      Shima, S
    • 学会等名
      The 6th GCRM and 3rd NHM WS
    • 発表場所
      RIKEN AICS (Hyogo, Kobe)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 次世代エクサ級スパコンによるゲリラ豪雨予測に向けた気象モデルの開発2014

    • 著者名/発表者名
      島伸一郎
    • 学会等名
      兵庫県立大学知の交流シンポジウム2014
    • 発表場所
      姫路商工会議所 (兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preliminary numerical study on the cumulus-stratus transition induced by the increase of formation rate of aerosols2014

    • 著者名/発表者名
      S. Shima
    • 学会等名
      Workshop on Space Climate
    • 発表場所
      Nagoya University (Aichi, Nagoya)
    • 年月日
      2014-04-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Workshop on particle-based modeling (以下省略)

    • URL

      http://192.244.104.178/events/ws_pbcm_1711/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 兵庫県立大学シミュレーション学研究科2015年度成果一覧

    • URL

      http://www.simulation-studies.org/blog/archives/8110

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 兵庫県立大学大学院シミュレーション学研究科研究一覧

    • URL

      http://www.simulation-studies.org/research/publications

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on particle-based modeling of cloud microphysics, University of Hyogo, Kobe Campus for Information Science, Kobe, Japan2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on Cloud Microphysics and Turbulence2016

    • 発表場所
      兵庫県立大学神戸ポートアイランドキャンパス (兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi