4次元変分法海洋データ同化システムの概要
　開発したデータ同化システム(Masuda et al. 2003)は四次元変分法を用いたもので全球を対象としている。ここで用いた予報モデルは米Geophysical Fluid Dynamics Laboratory / National Ocean Atmosphere Agencyで開発されModular Ocean Model ver.3 (MOM3; Pacanowski and Griffies 1999)でnonlocal K Profile Parameterization (混合層スキーム)やGent and McWilliams's scheme（等密度面拡散スキーム）、quicker advection scheme（トレーサ移流スキーム）などの最新のパラメタリゼーション・物理スキームを用いることで四次元変分法に適する力学的なパフォーマンスに優れているものであると言える。水平解像度は緯度経度１度で鉛直方向には３６層設けており、その間隔は海面付近での10mから海底付近での400mまで力学的見地に基づき設定されている。同化したデータはWorld Ocean Dataset 1998 (WOD98)の気候値水温・塩分データとWorld Ocean Database 2001(WOD01)から得られた経年変動水温・塩分データ、Reynoldsの海面水温(SST)データ及びTOPEX/POSEIDONの海面高度 偏差データである（表１）。海表面については1０日間隔で海洋内部については一ヶ月間隔で観測データを取り込み、同じ時間間隔で制御変数を制御している。

　同化手法はアジョイント方程式を用いた強拘束の４次元変分手法で海面フラックスおよび予報変数の初期値を制御変数とし、水温、塩分、および海面高度偏差に 関して以下のようにコスト関数を定義している。また、コスト関数にバックグラウンド・コストとスムースネス・コストを加えることで時間変動場に出現するノ イズを効果的に除去している。

　初期推定値としてNCEP2再解析データ、COADS海面フラックスを外力とし予報モデルを駆動した結果を用いた。

【参考文献】
Gent, P. R. and J. C. McWilliams (1990): Isopycnal mixing in ocean circulation models, J. Phys. Oceanogr., 20, 150-155.

Large, W. G., J. C. McWilliams, S. C. Doney (1994): Oceanic vertical mixing: A review and a model with a nonlocal boundary layer parameterization, Rev. Geophys., 32, 363-403.

Leonard, B. P. (1979): A stable and accurate convective modelling procedure based on quadratic upstream interpolation, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 19, 59-98.

Masuda, S., T. Awaji, N. Sugiura, Y. Ishikawa, K. Baba, K. Horiuchi, N. Komori (2003): Improved estimates of the dynamical state of the North Pacific Ocean from a 4 dimensional variational data assimilation, Geophys. Res. Lett., 30, 16, 1868.

Pacanowski, R. C. and S. M. Griffies (1999): The MOM 3 Manual. Geophysical Fluid Dynamics Laboratory/NOAA, Princeton, USA, p.680.