2016 Fiscal Year Research-status Report
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
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16K13881
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
重 尚一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60344264)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 雲解像モデル / 直交格子積み上げ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、「直交格子積み上げ法」(Nakahashi 2003)によって水平解像度が地面付近で高く、上空ほど粗い格子構造を持つ雲解像モデルを開発し、開発したモデルを熱帯陸上対流の再現実験に適用し、雲の発達特性の再現に必要十分かつ飛躍的に高い計算効率を持つ格子構造を導き出し、その先進性・有用性を示す事である。
本年度、「直交格子積み上げ法」に基づいて開発された既存の3次元非静力学大気モデル(Yamazaki et al. 2016)に雲微物理を導入する方針で開発を開始し、同モデルの地形を含まないヴァージョンの動作確認を、研究室の計算機で行った。しかしながら、このモデルの方程式系が、気圧を予報変数として温位を診断的に求めるもので、雲微物理過程の導入が容易でないことが分かった。このため、雲微物理過程の導入が容易な温位を予報変数とする方程式系の非静力学大気モデルを一から作り、そのモデルに「直交格子積み上げ法」を適用することにした。新たなモデルでは、直交格子の利点を生かした保存形式の支配方程式とした。また、時間積分法として、当初、３次のルンゲクッタ法を予定していたが、「直交格子積み上げ法」には保存性の面で適さないことが分かったため、２次のリープフロッグ法に変更した。また、時間ステップを水平解像度の異なる層毎に設定できるように可変にすることを考えていたが、雲微物理過程導入が困難な割に計算効率の向上がそこまで望めないため、全層で統一の時間ステップのモデルを開発することにした。開発したモデルによって、中心部に加熱を置いて対流を発生させる実験を行い、動作確認を完了した。また、導入予定の雲物理過程について調査を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
雲微物理過程の導入が容易な温位を予報変数とする支配方程式の非静力学大気モデルを一から作り、そのモデルに「直交格子積み上げ法」を適用することにしたため、当初の予定より、やや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに開発した非静力学大気モデルに雲微物理過程を実装し、「直交格子積み上げ法」を適用する。水平解像度が鉛直一定の２次元モデルで雲微物理過程の動作を確認後、「直交格子積み上げ法」を導入して、水平解像度の異なる上層・下層に２層で動作を確認し、次に上層・中層・下層の３層へと多層化後、３次元化する。
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| Causes of Carryover |
当初、既存のモデルに雲微物理を導入して数値実験を開始する予定であったが、新たにモデルを一から開始する事になったため、数値実験に必要な諸経費が次年度に必要となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
数値実験に必要な計算機ならびに、そのデータの保管に必要な大容量ハードディスクを購入する。
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