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「21世紀気候変動予測革新プログラム」
2008年4月9日
台風研究打ち合わせ会
A④ （チーム名：雲解像モデリング）
「雲解像モデルの高度化と
その全球モデル高精度化への利用」
研究代表者：坪木和久（名古屋大学地球水循環研究センター）
参画研究者：増永浩彦（名古屋大学地球水循環研究センター）
篠田太郎（名古屋大学地球水循環研究センター）
渡部雅浩（東京大学気候システム研究センター）
青木尊之（東京工業大学学術国際情報センター）
榎本剛（海洋研究開発機構地球シミュレータセン
研究目的
雲を精度よくシミュレーションできるように雲解像モデ
ルを高度化し、その利用、及び全球モデルとの結合によ
り全球モデルの高精度化に寄与すること。
雲解像モデル高度化：雲解像モデルの改良と高度化。
雲物理過程の改良（完全２モーメント化、雹、氷晶生成）
力学過程の改良（セミラグランジュ化）
パラメータ改良：雲解像モデルの計算から得られるデータを利
用して、全球モデルの雲についてのパラメータを改良する。
非斉一モデル結合：非静力学雲解像モデルと静力学全球モデ
ルを結合し、全球モデルの高精度化を図る。
１格子埋め込み（スーパーパラメタリゼーション）
領域埋め込み結合（双方向通信）
比較検証実験：現在気候と温暖化気候における全球モデル出
力値を用いて、主に台風の雲解像実験を行いGCMの検証を行
う。
雲解像モデル “CReSS”
Cloud Resolving Storm Simulator
雲スケールからストームスケールの現象のシミュ
レーションを地球シミュレーターなどの大規模並列計
算機で行うことを目的とした、非静力学・圧縮方程式
系の雲解像モデル。
地球シミュレータに最適化した純国産の雲解像領域
モデルを開発することを目標として、1998年より雲解
像モデルの開発を行なってきた。（一からの開発）
詳細な雲物理過程の導入。
地球シミュレータでの実績。高精度で高効率の並列化。
多様なシミュレーション：台風、集中豪雨、雪雲、竜巻など。
毎日の気象予報実験。国内外での利用。
計画の概要
H19年度
(2007)
H20年度
(2008)
H21年度
(2009)
H22年度
(2010)
H23年度
(2011)
雲解像モデル改良
パラメータ改良
非斉一モデル結合
比較検証実験
雲物理の２モーメン
ト化（雲水・雨水）
セミラグ法導入
広領域予報実験、 雲解像モデルの重
パラメータ抽出
並列化
衛星による検証 双方向通信の方法
の検討
観測された台風
の実験と検証
（衛星・地上によ
る検証）
１次氷晶改良、２次
氷晶導入
セミラグ法のパラ
メータ調整
高解像度の予報
実験、パラメータ
抽出
衛星による検証
雲解像モデルの
GCMとの1格子点結合
領域結合の試行と
予備的な実験
観測された台風
と現在気候の台
風の実験（衛星・
地上による検証）
雹のカテゴリーの導
入と豪雨や降雹への
インパクト検証
予報実験継続
パラメータの解
像度依存性検討
１格子点結合による 現在気候と温
長期積分
暖化気候の台風
領域結合による東アの実験
ジア域の実験
雲物理の検証実験
ＧＣＭの雲表現
パラメータ改良
１格子点結合の実
験の継続と検証
領域結合による熱
帯の実験
現在気候と温
暖化気候の台風
の実験（台風発生
に重点）
雲物理の検証実験
ＧＣＭの雲表現
改良のインパクト
検証
１格子点結合による
GCM改善の検証
任意領域の領域結
合による実験
現在気候と温
暖化気候の台風
発生と熱帯の雲
の高解像度実験
非斉一モデル結合
雲解像モデルCReSSの重並列化：コーディングを完了。
GCM:CCSR/NIES/FRCGC GCM5,7bとの結合：環境省
推進費（代表：渡辺雅浩北大准教授）の範囲で、１格子１方
向結合を実施中。
AFESとの結合の検討：AFESの内挿法を開発。これについ
ては、榎本さんが報告予定。
非斉一モデル結合
非斉一モデル結合（１格子・領域）によるGCMとCReSSの結合
雲解像モデルの重並列化による
任意領域、任意形状のタイリング
を行う。
台風の比較検証実験
観測された台風との比較・検証：台風0423, 0418, 0613, 0704,
0709, 0711, 0712, 0715について、シミュレーション実験を実施。観
測と比較を実施。
特に0418, 0704, 0709,0711, 0712, 0715について、重並列化によ
るタイル張り拡張領域を用いた方法での実験を実施した。
主な目的と事例：
1. 台風の構造の再現性と観測の比較：短時間・高解像
度（1km）・矩形 T0613, T0712, T0715, T0709
2. 台風の急発達の再現性：長時間・解像度(1～2km)・
矩形・タイリング T0613, T0704, T0712, T0715
3. 台風に伴う最大降水強度と最大風速の再現性：長時
間・解像度(1～2km)・タイリング T0418, T0423,
T0709
初期値から５日目の
降水強度(mm/hr)の
分布。
赤線は気象庁ベスト
トラック。
黒線はCReSSによる
台風の中心位置。
中心位置の誤差は
数10km程度。
2km解像度
5km解像度
AMeDASデータを用いたシミュレーション実験の検証
台風T0418（2004年9月5日）のケース
水平解像度は 2 km
・ CReSSを用いたシミュレーション結果と
AMeDAS による地上観測の結果
（風、気温、降水量）の比較の時系列。
・今後、散布図を作り、シミュレーションの
特性（バイアスなど）を示す。
台風0406号
（２００４年）
気象庁ベストトラック
CReSS 降水強度(mm/hr)
台風0406号
（２００４年）
気象庁ベストトラック
レーダーAMeDAS
Best track of T0423 (central pressure; hPa)
Total rainfall (mm)
for 24hrs
延岡
Rainfall intensity (mm/hr)
Bars:Observation
Solid line: CReSS
Dashed line: RSM
Time (UTC)
Threat score of rainfall intensity (30 mm/hr)
Black line: CReSS
Blue line: RSM
Time (UTC)
台風に伴う降水現象を対象とした観測
宮古島－多良間島域ドップラーレーダー観測実験
赤レーダー :
多良間島
6分毎のボリュームスキャン
・PPI観測： 13 仰角
・PPI観測： 12 仰角 +
RHI観測：1方位角
青レーダー : 下地島
観測期間：
・ 2006 年 6月～ 10月
・ 2007 年 6月～ 10月
対象とした台風
7個の台風について
観測を実施
1.T0603
2006 年
2. T0605
2006 年
3. T0613
2006 年
4. T0704
2007 年
5. T0711
2007 年
6. T0712
2007 年
7. T0715
2007 年
観測を実施した
台風のベストトラック
（気象庁太平洋台風センター作成）
7 月 6 日～ 10 日
7 月 22 日～ 25 日
9 月 14 日～ 18 日
宮古島地方気象台から
半径 300 km の領域
7 月 12 日～ 15 日
台風観測の領域
9 月 13 日～ 16 日
9 月 16 日～ 19 日
T0711
T0715
T0712
T0613
10 月 3 日～ 8 日
T0605
T0704
T0603
MTSAT-IR1 で観測された T0712 の雲画像
気象庁レーダーで観測された T0712 の降水強度分布
2007 年 9 月18日 0430 JST
2007 年 9 月18日 0400 JST (JST = GMT + 9)
T0712 の概観
画像は高知大学気象情報頁
(http://weather.is.kochi-u.ac.jp/)による
台風の雲分布
・眼を囲む発達する雲域
台風に伴う降水分布
・眼の壁雲に伴う強い降水域
・眼の壁雲を囲む弧状の降水帯
T0712 の中心: 124.30E, 24.03N
T0712 に伴う降水バンドの構造
0430 JST の T0712 の中心: 124.30E, 24.03N
ドップラーレーダで観測された降水帯の反射強度分布
・高度 3 km の水平断面図（図中の座標は T0712 の中心を原点とした極座標）
層状性降水域
対流性降水域
水色の線：2007 年 9 月 17 日 21 JST 石垣島での高層気象観測から得られた 0 ℃高度(5.8 km)
台風に関する実験の計画
観測された台風のシミュレーションと観測データによる検
証を重ねる。
現在気候で全球モデルが再現した台風について、主に
日本付近を中心に、雲解像モデルを用いたシミュレーション
実験を行う。
同様に、温暖化気候における全球モデルが予測した台
風について、雲解像モデルを用いたシミュレーション実験を
行う。
これらのために、共生プロジェクトの気象研究所の全球
20km解像度のモデルの、現在気候、温暖化気候各10年分
の結果、およびCCSRの全球モデル(MIROC)の結果を利
用させていただきたい。
台風に関する実験の計画
観測された台風のシミュレーションと観測データによる検
証を重ねる。
現在気候で全球モデルが再現した台風について、主に
日本付近を中心に、雲解像モデルを用いたシミュレーション
実験を行う。
同様に、温暖化気候における全球モデルが予測した台
風について、雲解像モデルを用いたシミュレーション実験を
行う。
これらのために、共生プロジェクトの気象研究所の全球
20km解像度のモデルの、現在気候、温暖化気候各10年分
の結果、およびCCSRの全球モデル(MIROC)の結果を利
用させていただきたい。

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