Development of coupled modeling system for regional water cycle and material transport in the atmospheric, terrestrial, and oceanic environment

大気・陸域・海洋環境における水循環と物質輸送の結合モデルの開発

永井 晴康  ; 小林 卓也 ; 都築 克紀  ; 寺田 宏明   

Nagai, Haruyasu; Kobayashi, Takuya; Tsuzuki, Katsunori; Terada, Hiroaki

環境研究のための局地から領域スケールの結合モデルを構築するために、汎用モデル結合プログラム(JAEAカップラー)を開発した。この結合モデルでは、各モデル計算を並列計算機の異なるプロセッサーで実行し、カップラーが各モデルの実行制御とモデル間のデータ交換をMPIを用いて行う。カップラーは、モデルごとに異なる空間,時間,物理変数を補間しながら対象とするモデルへのデータ配信を行う。JAEAカップラーを用いて、領域スケールの水循環及び物質輸送の結合モデルシステムを構築した。試験計算として、豪雨後の水の移動と仮想的に大気に放出した溶存物質の輸送計算を実施した結果、結合計算における各モデル間のデータ交換が正常に実行され、対象とした現象もおおむね再現していることを確認した。

A general-purpose model coupling program (JAEA-Coupler) has been developed to construct local to regional scale coupled models for environmental studies. In this coupled model, calculations of component models are carried out by different processors of parallel computers and the coupler controls these processes and handles data exchanges among component models using MPI. The coupler handles the data distribution to target models with interfacing spatial, temporal, and physical discrepancies among component models. By using JAEA-Coupler, an integrated coupled model system to simulate regional water cycle and material transport has been constructed. Test calculations were carried out to simulate water movement after heavy rainfall and dissolved material transport after a hypothetical release to the atmosphere. These results show the validity of the coupled model system in appropriate data exchanges among component models and reasonable reproduction of the target phenomena.