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3rd model intercomparison projects of atmospheric dispersion model for $$^{137}$$Cs emitted from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, and application of MIPs' results for usage in an emergency

福島第一原子力発電所から放出された$$^{137}$$Csの大気拡散モデルの第3回相互比較プロジェクトとその結果の緊急時利用への応用

山澤 弘実*; 佐藤 陽祐*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; Fang, S.*; Qu$'e$rel, A.*; Qu$'e$lo, D.*; 近藤 裕昭*; 寺田 宏明  ; 門脇 正尚  ; 滝川 雅之*; 森野 悠*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; 中村 真隆*; 桐山 勇作*

Yamazawa, Hiromi*; Sato, Yosuke*; Sekiyama, Tsuyoshi*; Kajino, Mizuo*; Fang, S.*; Qu$'e$rel, A.*; Qu$'e$lo, D.*; Kondo, Hiroaki*; Terada, Hiroaki; Kadowaki, Masanao; Takigawa, Masayuki*; Morino, Yu*; Uchida, Junya*; Goto, Daisuke*; Nakamura, Masataka*; Kiriyama, Yusaku*

2011年3月に福島第一原子力発電所(FDNPP)から放出された$$^{137}$$Csを対象とした大気拡散モデルの第3回相互比較(MIP)が実施された。前回の第2回MIPと同様、参加した全9モデルで共通の放出源情報と気象データが利用されたが、FDNPP近傍で測定された大気中$$^{137}$$Csの挙動の理解のため水平格子解像度は前回の3kmより高い1kmとされた。その結果、第2回MIP同様にほとんどの観測された高い大気中$$^{137}$$Cs濃度が良好に再現され、性能の高い数モデルにより性能の低いモデルの影響が打ち消されるマルチモデルアンサンブルの利点が示された。また、高い格子解像度により気象場が改善した結果、FDNPP近傍での$$^{137}$$Csの挙動が第2回MIPより合理的に再現された。さらにMIPの結果の解析により大気拡散シミュレーション結果の緊急時における有用性について調べたところ、各モデルの$$^{137}$$Cs濃度計算値の絶対値の差異がファクター3からファクター6である場合もマルチモデルアンサンブルによる観測されたプルームの見逃しはわずか3%であり、有効なマルチモデルアンサンブルには6から8モデルが必要であることが示された。

The 3rd model intercomparison project (MIP) of atmospheric dispersion model targeting on $$^{137}$$Cs emitted from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) in March 2011 were conducted. All participated 9 models used the identical source term and meteorological data as in the previous MIP (2nd MIP), but finer horizontal grid resolution (1 km) than that of 2nd MIP (3 km) was used for understanding the behavior of atmospheric $$^{137}$$Cs in the vicinity of FDNPP. Results of the models elucidated that most of the observed high atmospheric $$^{137}$$Cs concentrations were well simulated, and the good performance of some models cancelled bad performance of some models when used as an ensemble, which highlights the advantage of multimodel ensemble. The analyses also indicated that the use of the finer grid resolution improved the meteorological field in the vicinity of FNDPP and the atmospheric $$^{137}$$Cs measured near FDNPP was more reasonably reproduced in 3rd MIP than 2nd MIP. As well as the evaluation of the performance of the model, we examined usefulness of the results of atmospheric dispersion simulation in an emergency. The analyses reported that the multimodel ensemble missed only 3% of the observed plumes, even if the absolute value of the simulated $$^{137}$$Cs in each model was different in the range of factor 3-6. The analyses also indicated that from six to eight models are required for making most of advantages of the multimodel ensemble.

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