研究課題
本課題は研究代表者が開発・運用を行う非静力学数値海洋モデルと、本課題研究代表者も参加し同時期に実施される南極沿岸域での現場直接観測を相補的に活用し、南極底層水形成機構の定量的な理解を得ることを当初の目的としていた。しかしながら後者の観測計画が順調に進まず、研究実施初期の段階で当初想定した観測データが得られないことが明らかになったため、本課題の主要な目標を従来型のモデルとは一線を画す新規手法による数値モデル高度化に定め、計画を変更して研究を実施した。具体的には、非静力学海洋モデルに粒子追跡法を組込み、これによって微小なフラジルアイスをラグランジュ的に扱う新規的な海氷・海洋結合モデルを開発した。これにより、南極底層水形成の起点である、沿岸ポリニヤでの海氷生成過程の高解像度数値シミュレーションに成功した。また、導入した粒子追跡法を懸濁物質の輸送にも適用し、高密度水が海底斜面を降る過程で陸起源の堆積物を巻き上げながら沖方向に輸送する過程を陽にモデル化した。この手法は南極域に限らず、高濁度の河川水による陸起源物質の海洋への供給過程のシミュレーション等に広く応用でき、今後の発展が期待できる。さらに研究協力者と連携し、本課題で開発した新規的な数値海洋モデルをGPUアーキテクチャへ移植・最適化した。これにより、今後の大型計算機での採用が想定されるGPUアーキテクチャによる大規模シミュレーションの実現可能性を確認した。
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