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高解像度AGCMを用いて 重力波抵抗パラメタリゼー ションを改良する試み 渡辺 真吾 （地球環境フロンティア） Hines (1997) “Doppler spread” parameterization ソース として、ある高度面に重力波に伴う水平風 速の分散を入力する 従来は、たとえば定常＆全球一様＆等方伝播な どの人工的なソースを与え、チューニングによって 現実的な大循環が得られるように操作していた よりよい循環場を得るために： 高解像度GCMの重力波をソースとして入力 ⇒まず高解像度GCMの波の場とパラメタリゼーショ ン中の波の場を比較し、パラメタリゼーションの もっともらしさを調べよう 高解像度GCMの概要 T213L250 CCSR/NIES/FRSGC AGCM 水平波長 ~250 km （グリッド数はT42の5x5倍） 鉛直波長 600 m (モデル上端~0.01 hPaまで一様) 水平拡散：∇16、 n=213に対する時定数：1日 積雲対流：予報型Arakawa-Schubert 対流抑制に用いる相対湿度＝75% 重力波抵抗パラメタリゼーション使用せず １時間毎に1時間平均値を出力 （1年間積分） このケースでは夏至を含む８日間に注目 GCM重力波の解析 T42 AGCMで表現できない水平波長1250 km未満 (250 km <λh< 1250 km)の成分を重力波と定義 48時間の移動平均を除去 (地形起源重力波を除去するため) 70hPa面でパラメタリゼーション用のソースを計算 T213L250GCMの重力波の一例 水平波長1250km未満の成分 鉛直風分布＠70hPa ソース分布 from GCM＠70hPa June.20-23 ２ カラー：８方位合算の総RMS風速 [ms-1] 矢印：代表的なグリッドにおける８方位RMS風速 ソース分布 from GCM＠70hPa June.20-23 ２ カラー：８方位合算の総RMS風速 [ms-1] 矢印：代表的なグリッドにおける８方位RMS風速 等値線:降水量 [間隔：3 mmday-1] 帯状平均南北風 [1 ms-1] 帯状平均南北運動量鉛直フラックス密度 [Pa] Ｇ Ｃ Ｍ Ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ Ｄ Ｓ Ｐ 1)GCMは4日間(96step)の 重力波成分の平均 43Sから高緯度に向 けて重力波が伝播 43Sから真上に向け て重力波が伝播 →北向き&上向き Hinesは(1)から得たソースを 70hPa面に入力し、GCMの４日 平均場を背景場として行った 1stepのみのオフライン計算 帯状平均東西風 [10 ms-1] 帯状平均東西運動量鉛直フラックス密度 [Pa] Single peak 構造 Ｇ Ｃ Ｍ 1)GCMは4日間(96step)の 重力波成分の平均 43Sから高緯度に向 けて重力波が伝播⇒ 極夜ジェットの高緯 度側に到達 東西風と同 様のdouble Ｈ peak 構造 ｉ ｎ ｅ ｓ Ｄ Ｓ Ｐ 43Sから真上に向け て重力波が伝播 →東向き&上向き Hinesは(1)から得たソースを 70hPa面に入力し、GCMの４日 平均場を背景場として行った 1stepのみのオフライン計算 帯状平均東西風 [10 ms-1] 帯状平均東西風加減速[ms-1day-1] Ｇ Ｃ Ｍ 1)GCMは4日間(96step)の 重力波成分の平均 西風加速 西風減速 東風減速⇔重力波の水平 伝播を考慮しないと説明で きない Ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ Ｄ Ｓ Ｐ Hinesは(1)から得たソースを 70hPa面に入力し、GCMの４日 平均場を背景場として行った 1stepのみのオフライン計算 →西風加速 まとめ T213L250GCM(250~1250km)重力波を解析し てHines DSPに入力できるよう作業中 GCMの重力波と、それを70hPaに入力して計算 したHines DSPの重力波の高度変化を比較した 定性的に（かなり）大きく見れば一致しているが、 一致しない点も多々見られた（発見できた） Hines DSP鉛直１次元計算による限界 特に緯度方向の伝播が重要 成層圏におけるソースが重要（極渦起源など） 今後の展開（9~10月） 重力波の水平伝播に関する解析（論文執筆） パラメタリゼーションの改良 開発者と協力 ソースのチューニング T42L80版KISSMEの実行テスト T213L250ソースと現行のHinesDSPを用いるこ とで、どれくらい現状気候が再現できるか？ 結合モデルを用いた場合に重力波関連のチュー ニング・パラメターをどの程度いじる必要がある か？ 並列化（MPMD&ノード内並列？）・高速化？