発表資料 (2.62MB) 平成 15年度地球シミュレータ共同プロジェクト利用報告会
利用責任者名 ： 山形 俊男 （海洋科学技術センター 地球フロンティア研究システム）
共同プロジェクトテーマ ： 大気海洋結合モデルによるプロセス研究と季節予報実験
発表資料 (2.62MB)
発表要旨
１．プロジェクトの目的
本プロジェクトでは EU-Japan共同研究協定に基づき、高解像度大気海洋結合モデル SINTEX-FRSGC (SINTEX-F1.0: T106L19 ECHAM4.0 + 2度 x 1.5度～0.5度 OPA8.2)の開発およびその長期積分を行い、インド洋ダイポールモード現象(IOD)、エルニーニョ南方振動(ENSO)、テレコネクションといった熱帯域の現象の解明を目指す。またCFESとの相互比較研究や季節予報実験等を行うことによりモデルバイアスを把握することも検討されている。当面の目標解像度:T255L191 ECHAM5 、0.5度x0.5度 300層 OPA (SINTEX-F2.0)へのステップアップとしてさまざまな解像度で基礎実験を行い、全球気候、季節内振動、海洋表層の日変動サイクルや海洋ドーム、渦といった派生現象の再現性とモデル解像度との関係を調べる。
In this project, a reasonably high resolution coupled GCM SINTEX-FRSGC(SINTEX-F1.0: T106L19 ECHAM4.0 + 2°x 1.5°- 0.5°OPA 8.2) will be developed under the EU-Japan collaboration. Long model integration will be conducted to understand tropical phenomena IOD and ENSO, and their teleconnections. The coupled model also will be used in an intercomparison study with CFES to understand model biases, and in seasonal prediction experiments. Several model versions with variety of model resolutions will be tested before realization of a target resolution (SINTEX-F2.0: T255L191 ECHAM5 and 0.5°x0.5° with 300 levels OPA). This will help us to investigate the role of model resolution in realistic simulation of global climate phenomena, intraseasonal oscillations, diurnal cycles in upper ocean, and in particular the derivative phenomena like ocean domes, eddies etc.
２．今年度当初の計画
百年スケールの長期積分を行い、インド洋ダイポール (IOD)、エルニーニョ南方振動 (ENSO)といった熱帯現象の理解を深める。モデルの並列最適化を継続して行うと同時に、海氷モデルを組み込んだ高解像度版を開発する。アンサンブル予報実験とCFESとの相互比較研究に向けた準備作業を行う。
Completion of several 100 years of model integration to enhance our understanding about tropical phenomena e.g. IOD and ENSO. Continuation of fine-tuning work to improve the parallelization efficiency of the model. Initiation of work for the development of the high-resolution version of the model that will also include a sea ice model. Initial work to start ensemble prediction experiments and preliminary work for the inter-comparison study with CFES.
３．今年度得られた成果、および達成度
＜成果＞
現行の結合モデル SINTEX-F1 で２２０年積分を行い２００年分を解析したところ、インド洋ダイポール(IOD)、エルニーニョ南方振動(ENSO)に対応する気候変動が得られ、モデルの気候値は過去５０年間の観測結果と極めて良く一致するなど、モデルの再現能力に関して著しく高い評価が得られた。季節変動と経年変動(IOD, ENSO)の関係(Annual ENSO)の理解が進んだことに加え、長期積分の結果は１０年スケール現象の解明にも役立った。例えば、南太平洋起源の１０年スケールのエルニーニョ現象はシミュレーション結果のなかでよく捉えられている。他の実験では、モデルバイアスの軽減、季節予報に向けたモデル性能評価といった作業が行われ、これらにより１年以上先までのエルニーニョ現象とそれに対応する全球降水量変動の予測が著しく改善された。特にこれまで困難とされた97／98年のエルニーニョの発生、減衰の過程がよく再現された。いくつかの研究成果は既に国際誌において発表され、さらに発表する準備が進められている。
The present version of the coupled model (SINTEX-F1) was integrated for 220-year and model results from the last 200-yr run are analyzed. The model showed remarkable skill in simulating ocean-atmosphere conditions related to the IOD and ENSO: model statistics compare very well with that of the observational results obtained from the last 50-years. Besides enhancing the understanding of variability on seasonal (e.g. annual ENSO) to interannual scales (IOD and ENSO), the long model integration also helped in the understanding of decadal scale phenomena. For example, the South Pacific origin of the decadal ENSO is further confirmed from the simulation results. Several experiments are carried out to reduce the model biases and to check model's skill for seasonal forecast. The model gives skilful ENSO prediction (the 97/98 ENSO event in particular) and related global precipitation changes on a lead time of above 1 year. A number of research studies are now in various stages of publication in international journals.
＜達成度＞
我々の研究目標を実現するためには並列化率を更に向上させ、モデルアンサンブルを含むアンサンブル実験や感度実験を数多く行い予測可能性の研究を推進する必要がある。３０ノードでの実験準備は既に整い、来年度中に８０ノード規模の数値実験を行うべくドイツマックスプランク気象研究所、フランス、イタリアの関連研究機関との研究開発協力が着実に進められている。これらにより我々の科学研究および CFES/AFESとの相互比較研究等は早期に実行される見込みであり、本年度の科学・技術的課題はほぼ達成されたといえる。
The requirement for enhancing parallelization efficiency is definitely necessary to efficiently achieve our scientific goals: a large number of ensemble (and model ensemble) experiments, and a number of sensitivity experiments to achieve our high goal of predictability study. Therefore, intensive efforts have been made in this direction based on active interaction among scientists and engineers from both Japan and Europe . We are all set to test a new version of the model using about 30 nodes by the end of 2003. Further development is in progress to use about 80 nodes by the end of this FY, which will also help us in the intercomparison studies with CFES/AFES.
Based on the scientific and technical achievements described above, we are sure that we have achieved successfully most of our targeted goal in 2003.