都市街区LESモデルの改良とその応用

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03656
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17020:大気水圏科学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 日下 博幸 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (10371478)
• 研究分担者: Doan QuangVan 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (80869264)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 都市気象 / LESモデル / 数値モデル開発 / 境界条件

研究成果の概要

本課題では, 都市街区気象Large-Eddy Simulation(LES)モデルの初期値・境界値作成システムの開発を行った．前者は, 都市の表面温度と地中・建物内温度を本計算に先んじて計算するシステムとして開発した．後者は, 中立大気用に開発されたRecycle-Rescale（R-R)法を対流境界層用に拡張することで乱流生成を行うシステムとして開発し，これを拡張R-R法と名付けた．さらには，この拡張R-R法を既存の複数の手法と相互比較した. 最後に，LESモデルを用いて，都市キャノピー層内の乱れの長さスケールが建物高さと道路幅の組み合わせによって決まることを明らかにした．

自由記述の分野

気象学、気候学

研究成果の学術的意義や社会的意義

都市街区気象シミュレーションモデルの大きな課題の一つとして，流入境界条件作成に必要な乱流生成がある．これまでの乱流生成手法の多くは数値流体力学分野で開発されてきたため，中立大気での利用に制限されていた．本研究で開発した拡張R-R法は，不安定成層にも対応できる点で優れている．また，本研究で得た都市キャノピー層内の乱れの長さスケールの知見は，メソスケールの都市気象モデルの精度向上に資すると期待できる．
本研究では，拡張R-R法を搭載することで，都市街区気象LESモデルを改良した．このLESモデルは，自治体等が実施する街路樹やドライミストの設置などの暑さ対策の評価を支援するツールになると期待できる．