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地球物理流体力学研究所結合モデル（GFDL CM2.5 ）は、米国NOAA地球物理流体力学研究所で開発された大気海洋結合大循環モデル（ AOGCM）です。マックスプランク気候研究所、ハドレーセンター、国立大気研究センターで開発されたモデルとともに、IPCC第4次評価報告書で使用された主要な気候モデルの1つです。
構成
雰囲気
CM2.X モデルの大気コンポーネントは、東西方向に 2°、南北方向に 2.5° の水平解像度を持つ 24 レベルの大気を採用しています。この解像度は、天候の変動の原因となる大規模な中緯度サイクロンを解析するのに十分です。ただし、ハリケーンや激しい雷雨の発生などのプロセスを解析するには解像度が粗すぎます。大気には、放射フラックスの表現、大気境界層での混合、層雲と積雲の影響の表現、重力波によって引き起こされる上層風の抗力を表すスキーム、オゾンの空間分布の変化、および複数の温室効果ガスの影響を表す機能が含まれています。
海
海洋コンポーネントは 50 レベルの海洋で、東西方向に 1° の解像度で実行され、南北方向には極地の 1 度から赤道に沿った 1/3 度まで変化します。この解像度は赤道海流システムを解像するには十分ですが、非常にエネルギーの高い中規模渦を捉えるには粗すぎます。この中規模渦の移流および拡散効果はパラメーター化されます。その他の重要なパラメーター化には、蒸発、降水、海流の収束に応じて変化する自由表面の高さ、観測されたクロロフィル濃度に結び付けられた太陽光の吸収、海洋混合層の表現、棚での潮汐混合によって生成される乱流の組み込み、紅海やバルト海などの縁海の水が河口の狭い海峡で「混合」できるようにするスキームなどがあります。
シミュレーションの説明
IPCC では 2 セットのモデルが実行されました。これらは非常によく似た海洋循環で構成されていますが、運動方程式を解くための異なる手法で構成されています。その結果、モデルは南極海上の風圧が非常に異なり、CM2.0 は赤道方向にシフトした風の一般的な偏りを示していますが、CM2.1 モデルはこの地域で正しい緯度と大きさに近い風を持つ数少ないモデルの 1 つです (Russell 他、2006)。ユタ大学の Reichler と Kim による研究では、このモデル シリーズがさまざまな大気特性においてトップ モデルの 1 つであることが示されています。また、このモデルはIPCC モデルの中でもエルニーニョのシミュレーションが最も優れているモデルの 1 つです(van Oldenburgh 他、2005 年、Wittenberg 他、2006 年)。しかし、フラックス調整なしで実行されるほとんどの AOGCM の場合と同様に、モデルは太平洋と大西洋の東の境界に沿った冷たい湧昇帯を捉えることができず、過度に乾燥したアマゾン流域を生み出す傾向があります。
さらなる発展
CM2.1モデルの開発は3つの分野で進展しました。[1]エアロゾルと大気化学のモデリングの改善により、2011年にCM3モデルが誕生しました。 [2]生物地球化学サイクルのモデリングの改善により、ESM2MとESM2Gモデルが誕生しました。[3] [4] 3つ目のアプローチはCM2モデルの解像度を上げることで、CM2.5、CM26、FLOR、HiFLORモデルが誕生しました。[1]
参照
- モジュラー海洋モデル
- ハドCM3
- エドGCM
- このモデルの運用バージョンである結合予測システム
参考文献
- ^ ab 「高解像度気候モデリング - 地球物理流体力学研究所」。www.gfdl.noaa.gov。GFDL。2017年9月5日閲覧。
- ^ Donner, Leo J.; Wyman, Bruce L.; Hemler, Richard S.; Horowitz, Larry W.; Ming, Yi; Zhao, Ming; Golaz, Jean-Christophe; Ginoux, Paul; Lin, S.-J.; Schwarzkopf, M. Daniel; Austin, John; Alaka, Ghassan; Cooke, William F.; Delworth, Thomas L.; Freidenreich, Stuart M.; Gordon, CT; Griffies, Stephen M.; Held, Isaac M.; Hurlin, William J.; Klein, Stephen A.; Knutson, Thomas R.; Langenhorst, Amy R.; Lee, Hyun-Chul; Lin, Yanluan; Magi, Brian I.; Malyshev, Sergey L.; Milly, PCD; Naik, Vaishali; Nath, Mary J.; Pincus, Robert; Ploshay, Jeffrey J.; Ramaswamy, V.; Seman, Charles J.; Shevliakova, Elena; Sirutis, Joseph J.; Stern, William F.; Stouffer, Ronald J.; Wilson, R. John; Winton, Michael; Wittenberg, Andrew T.; Zeng, Fanrong (2011 年 7 月)。「GFDL 全球結合モデル CM3 の大気成分 AM3 の動的コア、物理的パラメータ化、および基本シミュレーション特性」。Journal of Climate。24 ( 13 ): 3484–3519。Bibcode :2011JCli...24.3484D。doi : 10.1175 / 2011JCLI3955.1。
- ^ Dunne, John P.; John, Jasmin G.; Shevliakova, Elena; Stouffer, Ronald J.; Krasting, John P.; Malyshev, Sergey L.; Milly, PCD; Sentman, Lori T.; Adcroft, Alistair J.; Cooke, William; Dunne, Krista A.; Griffies, Stephen M.; Hallberg, Robert W.; Harrison, Matthew J.; Levy, Hiram; Wittenberg, Andrew T.; Phillips, Peter J.; Zadeh, Niki (2013 年 4 月)。「GFDL の ESM2 全球結合気候–炭素地球システムモデル。パート II: 炭素システムの定式化とベースラインシミュレーション特性*」。Journal of Climate。26 ( 7): 2247–2267。Bibcode :2013JCli...26.2247D。土井: 10.1175/JCLI-D-12-00150.1。
- ^ Dunne, John P.; John, Jasmin G.; Adcroft, Alistair J.; Griffies, Stephen M.; Hallberg, Robert W.; Shevliakova, Elena; Stouffer, Ronald J.; Cooke, William; Dunne, Krista A.; Harrison, Matthew J.; Krasting, John P.; Malyshev, Sergey L.; Milly, PCD; Phillipps, Peter J.; Sentman, Lori T.; Samuels, Bonita L.; Spelman, Michael J.; Winton, Michael; Wittenberg, Andrew T.; Zadeh, Niki (2012 年 10 月)。「GFDL の ESM2 全球結合気候–炭素地球システムモデル。パート I: 物理的定式化とベースラインシミュレーション特性」。Journal of Climate。25 ( 19): 6646–6665。Bibcode :2012JCli...25.6646D. doi : 10.1175/JCLI-D-11-00560.1 .
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- Gnanadesikan, A; Dixon, Keith W.; Griffies, Stephen M.; Balaji, V.; Barreiro, Marcelo; Beesley, J. Anthony; Cooke, William F.; Delworth, Thomas L.; Gerdes, Rudiger; et al. (2006). 「GFDL の CM2 地球結合気候モデル - パート 2: ベースライン海洋シミュレーション」(PDF) . J. Climate . 19 (5): 675–97. Bibcode :2006JCli...19..675G. CiteSeerX 10.1.1.140.9966 . doi :10.1175/JCLI3630.1.
- Knutson, T; Delworth, TL; Dixon, KW; Held, IM; Lu, J.; Ramaswamy, V.; Schwarzkopf, MD; Stenchikov, G.; Stouffer, RJ (2006). 「GFDL CM2 結合モデルを使用した 20 世紀の地域表面温度傾向の評価」(PDF) . J. Climate . 19 (9): 1624–51. Bibcode :2006JCli...19.1624K. doi :10.1175/JCLI3709.1.
- Russell, JL; Stouffer, RJ; Dixon, KW (2006). 「IPCC 結合モデル制御シミュレーションにおける南極海循環の相互比較」(PDF) . J. Climate . 19 (18): 4560–75. Bibcode :2006JCli...19.4560R. doi :10.1175/JCLI3869.1.
- van Oldenburgh, G.; Philip, SY; Collins, M. (2005). 「変動する気候におけるエルニーニョ - マルチモデル研究」.海洋科学. 1 (2): 81–95. Bibcode :2005OcSci...1...81V. doi : 10.5194/os-1-81-2005 .
- Wittenberg, A.; Rosati, Anthony; Lau, Ngar-Cheung; Ploshay, Jeffrey J. (2006). 「GFDL の CM2 地球結合気候モデル - パート 3: 熱帯太平洋気候と ENSO」(PDF) . J. Climate . 19 (5): 698–722. Bibcode :2006JCli...19..698W. CiteSeerX 10.1.1.143.8867 . doi :10.1175/JCLI3631.1.
外部リンク
- GFDL データ ポータルの CM2 全球気候モデル情報とモデル出力データ ファイル。2019 年 7 月 6 日にWayback Machineにアーカイブされました。
- GFDL CM2 モデルの結果を紹介する気候研究のハイライト。テキスト、グラフィックス、アニメーションが含まれています。