2017 Fiscal Year Annual Research Report
Quantification of global cloud-resolving radiative energy budget using multi-scale atmospheric radiation model
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15H03729
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
太田 芳文 気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 研究官 (70442697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 春磨 気象庁気象研究所, 気候研究部, 研究官 (90374909)
岩渕 弘信 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80358754)
櫻井 篤 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20529614)
関口 美保 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00377079)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 気象学 / 大気放射 / 放射エネルギー収支 / モデル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに開発した三次元モンテカルロ放射モデルをSCALE-LESによる境界層雲の気象シミュレーションデータにオフラインで適用し、水平解像度100m～1kmの様々な空間スケールで雲の放射エネルギー収支を見積もった。その結果、境界層雲による太陽放射過熱は空間解像度が高いほど局所的に強く現れ、その大きさは水平解像度100mのオーダーでは6K/hr程度にまで達するが、水平解像度が1kmのオーダーでは1K/hr程度であることが分かった。一方、計算領域全体で平均した太陽放射加熱率の値は空間解像度によらず、熱力学的にみて同程度の大きさを示すことが分かった。また、三次元放射モデルによる太陽放射フラックス計算を太陽光発電の評価に応用するための基礎的な数値実験を行い、従来の鉛直一次元計算とは明らかに異なる評価結果となることを確かめた。熱放射については、明示的放射モデルをSCALE-LESデータに適用して放射収支を調べ、特にガス吸収が弱い波長帯で雲の三次元効果が顕著に現れることが分かった。
あわせて、最大消散係数法を高度化した多波長同時計算アルゴリズムの開発、深層学習による衛星観測における雲の三次元効果の定量化とその補正手法の開発、様々な地表面の双方向反射モデルの整備、および気象衛星ひまわり８号用ガス吸収モデルの高度化等の放射モデル基盤技術の開発と整備を行った。
一方、CloudsatおよびCALIPSOによる1年間の衛星観測データを使用し、氷雲の空間不均質性の実態を様々な空間スケールで全球にわたって調査した。氷雲の鉛直構造を高度および単層・多層に分けて分類し、各分類の氷雲の出現頻度を解析した。水雲については現在利用可能なデータは解析に適した観測精度を有しないことが分かったため、大気放射モデルの適用を含めたデータ解析は見送ることとした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
