別紙様式２名古屋大学地球水循環研究センター共同研究報告書平成 27 年 3 月 31 日名古屋大学地球水循環研究センター長殿申請者（研究代表者）所属機関＿東京大学・大気海洋研究所＿＿職＿教授＿＿＿＿＿＿＿＿氏名＿佐藤正樹＿＿＿＿＿＿＿ e-mail [email protected] 下記の共同研究について、別紙の通り報告します。１研究課題衛星観測データの雲微物理学的解析＿２研究組織氏名所属職代表者佐藤正樹東京大学教授分担者久芳奈遠美東京大学特任研究員 Woosub Roh 東京大学特任研究員荒金匠東京大学博士課程大野知紀東京大学博士課程名古屋大学准教授センター対応教員増永浩彦３研究内容（別紙）分担研究課題研究統括 Bin 法雲微物理モデルによる数値実験衛星データの雲微物理学的解析 Bulk 法雲微物理モデルによる数値実験 Joint Simulator によるNICAM の雲解析同上別紙衛星観測データの雲微物理学的解析佐藤正樹・久芳奈遠美・Woosub Roh・荒金匠・大野知紀 (東京大学) （１）研究目的衛星データシミュレータを使って、雲解像モデルの結果と衛星データを比較することが可能になり、雲解像モデルの雲物理過程を改良するという研究がなされているが、雲物理過程のどこをどのようにして衛星データに近づけるかは任意性がある。衛星観測データを雲微物理学的に解析して、どのような雲微物理過程を表しているのかを解明して初めて雲解像モデルの改良に向かうことが可能になる。本研究では詳細雲微物理モデルと衛星データシミュレータを使って、衛星観測データの雲微物理学的解析を行い、雲解像モデルの雲微物理過程の改良に貢献する。そのために数値モデルの開発、数値実験の実行、衛星データシミュレータの開発とその適用法の検討、バルク法雲物理モデルの改良などそれぞれの専門家が協力して共同研究を行う。（２）研究内容雲凝結核となるエアロゾル粒子が雲の微細構造(雲粒数密度・雲粒粒径分布)に与える影響を陽に計算できるハイブリッド雲微物理モデル(Kuba and Fujiyoshi, 2006, ACP, Kuba and Murakami, 2010, ACP) を用いた計算結果を入力として、衛星データシミュレータで衛星観測データを再現し contoured frequency by optical depth (CFODD, Nakajima et al., 2010) を作成し雲粒粒径分布との関係を解析した。2 次元の領域で浅い対流雲を仮定し、凝結核の粒径分布は二つの log-normal 分布で表し、物質は吸湿度κで与える。75 分間のシミュレーションを行い、各格子点の雲粒粒径分布からレーダ反射因子を Joint-simulator (Hashino et al., 2013, JGR) を用いて求める。（３）研究成果 -27dBZ 以上の格子点でレーダ反射因子の各層の水平平均値を求め、雲頂からの深さを縦軸にとったのが図１である。初期は雲頂に向かって直線状に反射因子が増えている(矢印 A)が、これは上昇流に沿って雲粒同士の併合(auto-conversion) でできた小さい雨滴の数密度が増えているからである。時間がたつと反射因子は雲の上方では下に向かって増え(矢印 B)、下方では下に向かって減っている(矢印 C)。これは雲の上方では落下する雨滴が雲粒を捕捉して成長し(accretion)雨滴のモード半径が下に向かって増大し、下方では雨滴の蒸発が起きているためである。CFODD の傾き(slope factor)と層平均した bulk collection efficiency を比較したのが図２である。Suzuki et al. (2010, JAS) は bulk collection efficiency は slope factor の１～２倍の値をとると近似できるとしている。図２から accretion が auto-conversion より卓越する後半でその近似が成り立ちやすいことがわかる。これらの知見を用いて、今後バルク法雲微物理モデルの改良を進める。図 1.雲頂からの光学的深さと層平均レーダ反射因子の関係。図２層平均 Bulk collection efficiency と Slope factor の関係。時刻は (a)22.5 - 40.0 分、(b) 42.5 - 57.5 分。