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：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⇒⇒まず高解像度まず高解像度 GCMGCM の波の場とパラメタリゼー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]

ＧＣＭ

Ｈｉｎｅｓ

ＤＳＰ

→北向き & 上向き

HinesHines はは (1)(1) から得たソースをから得たソースを70hPa70hPa 面面に入力し、に入力し、 GCMGCM の４日の４日平均場を背景場として行った平均場を背景場として行った1step1step のみのオフライン計算のみのオフライン計算

1)GCM1)GCM はは 44 日間日間 (96step)(96step)のの 重力波成分の平均重力波成分の平均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

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]

ＧＣＭ

Ｈｉｎｅｓ

ＤＳＰ

→東向き & 上向き

HinesHines はは (1)(1) から得たソースをから得たソースを70hPa70hPa 面面に入力し、に入力し、 GCMGCM の４日の４日平均場を背景場として行った平均場を背景場として行った1step1step のみのオフライン計算のみのオフライン計算

1)GCM1)GCM はは 44 日間日間 (96step)(96step)のの 重力波成分の平均重力波成分の平均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

43S から真上に向けて重力波が伝播

Single peak構造

東西風と同様の

double peak 構造

帯状平均東西風 [10 ms-1]　帯状平均東西風加減速 [ms-1day-1]

ＧＣＭ

Ｈｉｎｅｓ

ＤＳＰ

HinesHines はは (1)(1) から得たソースをから得たソースを70hPa70hPa 面面に入力し、に入力し、 GCMGCM の４日の４日平均場を背景場として行った平均場を背景場として行った1step1step のみのオフライン計算のみのオフライン計算

1)GCM1)GCM はは 44 日間日間 (96step)(96step)のの 重力波成分の平均重力波成分の平均

→西風加速

西風減速西風加速東風減速⇔重力波の水平伝播を考慮しないと説

明できない

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？