| 研究領域 | 熱ー水ー物質の巨大リザーバ：全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05055
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
西澤 誠也 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 研究員 (40447892)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 大気境界層乱流 / ラージエディーシミュレーション / 地表面フラックス / 安定境界層 / 南極氷床 / 地表面フラックススキーム / 数値計算 |
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| 研究実績の概要 |
土壌や海面、氷床、海氷など地表面と大気の間の熱や物質の交換量 (地表面フラックス) は大気運動にとって重要な役割を果たしている。また、氷床の増加・減少にとっても地表面フラックスは本質的な影響をもつ。数値シミュレーション実験において地表面フラックスを見積もるために用いられているスキームにはいくつかの問題があることが知られており、それがシミュレーションのエラーや不確実性の要因の一つとなっている。
本研究では、既存のスキームがもつ問題を解決した新しい地表面フラックス見積もりスキームの開発に成功した。そして、そのスキームの検証のため、静的不安定大気境界層のラージエディーシミュレーションを行い、従来の手法では 5% 程度地表面フラックスを過小評価する場合があることを明らかにした。また、従来の手法では、シミュレーション解像度を上げると誤差が増大することを明らかにするとともに、新スキームでは解像度に対して地表面フラックスの値が収束することを示し、新スキームの優位性を示した。
南極域などでしばしば観測されるような強い静的安定状態における境界層のシミュレーションにおいても、不安定状態におけるシミュレーションと同様に従来の手法では地表面フラックスは過小評価であることは明らかにした。しかしながら、静的安定時においては解像度に対する収束性は新スキームでも得られなかった。単一カラム実験などいくつかの数値シミュレーション実験の結果、これは強安定状態でのサブグリッド乱流モデルに問題があるためであるとの結論に至った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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