2019 年度研究成果報告書

直交格子積み上げ法によって格子形成した雲解像モデルの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	16K13881
研究種目	挑戦的萌芽研究
配分区分	基金
研究分野	気象・海洋物理・陸水学
研究機関	京都大学
研究代表者	重尚一京都大学, 理学研究科, 准教授 (60344264)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	雲解像モデル / 直交格子積み上げ法
研究成果の概要	本研究では、熱帯降水システムの再現に必要十分な計算効率の高い雲解像モデルを直交格子積み上げ法に基づいて開発した。直交格子積み上げ法では計算領域を異なる解像度を持つことのできる複数のキューブ状に分割して表現する。本研究では渦スケールの小さい下層を解像度の高い格子、渦スケールが比較的大きい上層を粗い格子でそれぞれ表現することで、格子点数を減らし効率的に対流の発達を表現する。暖気塊実験及び2次元スコールライン実験から、直交格子積み上げ法を用いた格子点数の削減により計算コストを減らし、下層の解像度を局所的に高めることで対流の発達を効率的に再現できることが示された。
自由記述の分野	大気物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で開発した直交格子積み上げ法を採用した雲解像モデルは水平解像度を鉛直方向に一定・不変とする従来の大気モデルとは大きく異なり、雲の発達の再現に重要な下層の解像度を局所的に高めることを可能にする。特に3次元実験では2次元実験に比べて計算コストが大幅に増加するため、本研究で開発した雲解像モデルを3次元化することで計算コストの改善はより効果的となると考えられる。計算コストを抑えつつ下層の解像度を高めた実験が可能となるためより広い領域を対象とした実験を可能にし、次世代の全球雲解像モデル開発の起点となり、雲解像モデルを用いた様々な降水システムの特性解明や予報に寄与する。