K2地球システム統合モデル 成層圏拡張の進捗について 気候物理コアモデル改良サブグループ 渡辺 真吾 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
モデル開発の経過について K-1 MIROC-mid (IPCC提出に用いたversion) 陸域・海洋炭素循環を結合 (昨年度中盤) AGCM: T42L20, OGCM: 1°格子 44層 30km程度のトップ 陸域・海洋炭素循環を結合 (昨年度中盤) 対流圏化学・エアロゾルを結合 T42L32 (昨年度末) 上端を高度約80kmに拡張 T42L80 鉛直hybrid座標系, 新放射コード, 重力波抵抗（cold pole biasの除去=現実的なオゾンホール、赤道QBOの生成） チューニング作業 (放射収支, 対流圏平均場, 重力波抵抗) 計算コードの高速化＆成層圏化学導入(大気組成SG) 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
Hines(1997) 非地形性重力波抵抗パラメタリゼーションについて 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
Hines：非地形性重力波抵抗 対流や前線、ジェットの力学的不安定から出る重力波を取り扱う。 重力波鉛直波数スペクトルの飽和に関する独自のDoppler-Spread理論に基づき、上空での重力波水平風速の分散を計算していく。 PWR z = z2 m2 散逸 z = z１ m m1 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
Hines：非地形性重力波抵抗 クリティカル･レベルによる散逸に加えて、重力波の水平風による（他のサブグリッド・スケールの波との相互作用を考慮した）散逸を上乗せする形である（右下図 B の領域）。 McLandress and Scinocca (2005) 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
Hines：高解像度AGCMの重力波分布をソースとして入力 × 観測 情報不足 × 全球一様 現実的でない × GCMの積雲対流パラメタリゼーションの加熱率等を用いる・・もう一歩らしい ○ T213L250-AGCM ８方位の水平風分散 ＆ 運動量フラックス 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
Hines：使用の有無による結果の違い 上部成層圏や中間圏で大きな減速をもたらす。 高緯度だけでなく低緯度でもＳＡＯやＱＢＯなどに影響。 子午面循環の変化 ⇒cold pole biasの除去と輸送の変化を通じて、オゾンホールなど、微量成分の分布をより現実的にする。 K2統合モデルT42L80 Hines を除いた計算例－ Hines を含むランとの違い 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
帯状平均東西風(CIRA86) 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
帯状平均東西風(K2統合モデル) チューニングは現在引き続き作業中 より良い結果は気象学会３日目にお披露目できます。 多分。。 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
帯状平均温度バイアス(vs.UKMO) K-1のT42L20のバイアス （低鉛直解像度 ＆旧放射コードを使用） 2019/8/4 ＆旧放射コードを使用） 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
赤道上の帯状平均東西風 4年間で反転が3回 周期が短すぎる 引き続き チューニングが必要 SAO高度 QBO高度 2019/8/4 4年間で反転が3回 周期が短すぎる 引き続き チューニングが必要 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
降水分布(K2統合モデル) 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
降水バイアス(vs.CMAP) 対流圏気候の再現性は、K-1 MIROC-midと同程度 までチューニングできている。 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
帯状平均OLR (vs.ERBE) 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
帯状平均OSR (vs.ERBE) TOA放射収支の再現性は、K-1 MIROC-midと同程度 までチューニングできている。 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
計算コードの高速化に関して 現状では、大気・海洋それぞれがESの32PEと16PEを用いて計算されている 対流圏化学・エアロゾル過程を結合したときには、海洋のノードが大気のノードの実行を約７割待つというインバランスが発生し 効率よく高速に計算できない T42(JMAX=64)で緯度方向にMPIを用いた場合、32分割が限界 ESのノード内自動並列機能を用いれば、１ノード８PEを単位として３２分割を達成することが可能 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会
現在高速化作業中・・ ベクトル長の問題で効率が落ちなければ、大気２５６PE(32ノード)に対して、海洋１６PE(2ノード)を結合することで、最も高速な実行が可能となる見通し ⇒ 計３４ノード 成層圏化学導入後には、最大限まで高速化した場合でも、現在の実行時間とESの混雑の具合から推定して、100年間積分するのには、2~3ヶ月程度必要となる 2019/8/4 共生プロジェクト合同運営委員会