■数値モデル／計算コード−海洋・海氷・海洋生態系モデル

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西村屋トップページ＞地球科学技術の耳学問＞計算コード 2011年7月27日更新

注：アンダーラインを付したものは地球シミュレータ用にベクトル化、並列化できていることが確認できたもの。

■海洋モデル

・OGCM

　海洋大循環モデルの一般的呼び方。

　○シグマσ座標系モデル（POM、SPEM、SCRUMほか）

・POM（Princeton Ocean Model）

　プリンストン大の3次元潮流解析プログラム。σ座標（鉛直境界適合格子系：海面から海底までの距離でスケーリング）を使用。沿岸域に適しているといわれているが、海底地形が急峻な領域で水平方向の圧力勾配エラーがある。
=>POM

・PFES（Princeton ocean model For Earth Simulator）

　プリンストン大のPOMをベースにES用にFRCGC山形グループ（鍵本研究員ら）が開発。北太平洋に特化した高解像度実験用。
=>PFES

・JCOPE2／日本沿海予測実験（Japan Coastal Ocean Predictability Experiment）

　PFESを用いた海流予測モデル。FRCGC宮澤主任研究員ら。AVHRR、Jason-1、GFO、QuickSCAT、Argoフロート等を同化。漁海況予測(FRA-JCOPEシステム)も開始している。SX-8Rを使用。
=>JCOPE2／海流予測情報利用LLP

・ROMS（Regional Ocean Modeling System）

米Rudgers大とULCAのモデル。σ座標。水平解像度1km、鉛直100層。海底傾斜が大きいところで誤差が増大するPOMの欠点を若干改良。

　○Z座標系モデル

・MOM 4（Modular Ocean Model）

　GFDL（Geophysical Fluid Dynamics Laboratory、NOAAの研究所）の海洋モデル。Z座標（等水深面）を使用した簡易静力学モデル。世界標準のモデルと言われている。海上風と熱塩循環で駆動される数年〜数十年〜数百年の海盆スケールでの長期積分を目的としている。
=>GFDL MOM 4／Three-Dimensional Ocean Models

・OFES（OGCM For Earth Simulator）

　準全球渦解像海洋大循環モデル。FRCGC/ESCがGFDL MOM3.1を地球シミュレータ用に最適並列化。0.1度。エコシステムを組み込み。
=>OFESデータ公開

・HOPE(Hamburg Ocean Primitive Equation model)

　海洋モデル。Ｚ座標系。Arakawa E gridを採用。水平解像度１度。ECMWFの大気・海洋結合モデルに採用されている。　=>Ocean-Modeling.org

・NEMO-OPA（NEMO-Ocean PArallelise)

旧OPA。Ｚ座標系。ES、SX-9上でも動作。格子Arakawa-C-type grid using prescribed z- or s-levels。adjoint and tangent linear models

　○自由表面付きＺ座標

・COCO（CCSR Ocean Component Model）

　海洋大循環モデル。MOM系列。σ座標とZ座標のハイブリッド。ES使用。
=>COCO

・MRI.COM（MRI Community Ocean Model）

　気象研の海洋モデル。Z座標を主体とい、海面近傍のみσ座標とのハイブリッド。=>pdf

・MOVE/MRI.COM（Multivariate Ocean Variational Estimation With MRI Community Ocean Model）

　気象庁が運用する海洋予測システム。全球1度のMOVE/MRI.COM-G、0.1度の北西太平洋MOVE/MRI.COM-WNP、0.5度の北太平洋MOVE/MRI.COM-NP、1〜2kmの沿岸MOVE/MRI.COM-Cst、1度の全球大気海洋結合モデル3DVAR版MOVE/MRI.COM-C、0.1度北西太平洋のアジョイント版MOVE/MRI.COM-Adjがある。

・京都大学海洋大循環モデル

　石川ほか,2001；豊田,2002。境界流形成に重要な密度フロントや水塊輸送の再現性向上のため、高次の移流スキーム(Hasumi and Suginohara,1999)、等密度面混合と渦輸送のスキーム(Rcdi,1982; Gdffies el,1998; Gent and McWillalns,1990)を併用。渦や境界流の再現に関して高野−大西スキーム(Ishizaki and Motol,1999)とSmagonnskyタイプのbi harnonicな粘性項(Griffics and Hallberg,2000)を使用。沿岸親潮で特に重要となる表層の低塩分水の再現性向上のため、海氷モデル(Ikeda,1989)および混合層モデル(Noh and Kim,1999)を使用。σ座標とZ座標のハイブリッドにより自由海面の取り扱いと表層の高分解能化を実現。海底においては partial ccllスキームによって地形の分解を向上.（pdf／pdf）

・RIAMOM（RIAM Ocean Model）

　九大応力研で開発。自由表面付き領域モデル。MOM系列
=>RIAM Ocean Model／海洋大循環モデルによる日本海循環の再現

　○等密度面座標系モデル（MICOM、HYCOM、NLOM、OPYCほか）

・MICOM（Miami Isopycnal Coordinate Ocean Model）

鉛直座標にρ座標（等ポテンシャル面／等密度面）を使用した海洋大循環モデル。MICOM

・HYCOM（HYbrid Coordinate Ocean Model ）

成層した外洋ではρ座標系(等密度面)、沿岸では海底に沿ったσ座標系、海面混合層／非成層な海域ではZ座標系という３種類の座標系を動的・地形的に生成する。フロリダ州立大、マイアミ大、海軍研究所NRL、海軍海洋学オフィスNAVOCEANO、艦隊数値気象学・海洋学センターFNMOC、NOAA等が採用。長期予測には不向き。全球1/25度潮汐E付きを開発中。HYCOM

・GOLD（Generaliezed Ocean Layered Dynamics ocean model）

NOAA/OAR/GFDLが開発中。等密度面のラグランジアン鉛直座標を採用（Arakawa C-grid）=>GFDL

　○非静力学・分類不明

・NH-RIAMOM

　非静力学RIAM海洋循環モデル。2012年ごろに日本海非静力学モデルを完成させる計画。４ペタフロップス級ベクトル並列計算機が必要。

・UMI

　海洋モデル。ES使用

・MIT

　非静力学海洋モデル

・ECCO（Estimating the Circulation and Climate of the Ocean）

　簡易静力学海洋モデル
=>ECCO

・FVCOM（Finite Volume Coastal Ocean Model）

　FVCOM

・FVCOM-SWAVE

　波と海流と海底地形の関係を計算。

・MuSed3D（3D Non-orthogonal Boundary Fitted Ocean Hydrodynamics and Sediment Transport Model）

　非直交型境界適合の海洋場及び堆積物の輸送モデル

・SWAN (Simulatioting Wave Nearshore)

　沿岸近くの波のモデル

・NCOM (Navy Coastal Ocean Model)

　

・GETM (General Estuarine Transport Model)

　河口輸送モデル

・GOTM (General Ocean Turbulence Model)

　海洋乱流モデル

■海氷

・OIFES（Ocean-Sea-Ice GCM for the Earth Simulator）

　FRCGC/ESCによる地球シミュレータ用の海氷モデル。海洋におけるCO2収支を計算。GFDL/MOM3とIARC Ice modelからなる。

・CICE（Community Ice CodE）

　高解像度海氷モデル。
=>CICE

・CSIM（CSM Sea Ice Model ）

　海氷モデル。
=>CSIM

・CIOM（Coupled Ice-Ocean Model）

　海氷・海洋結合モデル。IARCが開発？。
=>CIOM

・LIM（Louvain-la-Neuve sea ice model）

　海氷モデル。
=>LIM/LIM

・WENO（Weighted Esentially Non-Oscillatory scheme）

　海氷モデル。
=>WENO

■海洋生態系モデル

MARine Ecosystem Model Intercomparison Project
・NEMURO（North Pacific Ecosystem Model for Understanding Regional Oceanography）

海洋生態系モデル、FRCGC。

・NEMURO.FISH（NEMURO For Including Saury and Herring）

魚類までを含めた海洋生態系モデル、=>FRCGC

・NPZD-type(Nutrient-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus)

　比較的簡単な海洋生物地球化学モデル

・3D-NEMURO (COCO-NEMURO)

　全球３次元海洋生態系モデル

・SPONGE (Simple Phytoplankton Optimal Nutrient Gathering Equations)

　S. L. Smithと山中。SPONGE、Optimization-based model of multinutrient uptake kinetics(pdf)、プレゼンテーション

・OCMIP'

　海洋炭素循環モデル

・BEC

　複雑な生物化学過程を導入した海洋生態系モデル。OCMIP'より優れている。

・PISCES（Pelagic Iteraction Scheme for Carbon and Ecosystem Studies）

　LODYCで開発された生態系・炭素循環モデル。O2/C/N/P比固定。Arakawa-C-type grid using prescribed z- or s-levels　炭素、窒素、珪素、鉄サイクルを記述する24の予測変数に基づく。=>PISCES

・PlankTOM

　PISCES-Tから派生。C, N, Si, P, Feサイクル プランクトンのクロロフィルを記述する22〜39の予測変数を持つ。=>DGOP

・LOBSTER（LODyC Ocean Biogeochemical System for Ecosystem and Resources）

　LODYCで開発された生地球化学モデル。窒素、NO3、アンモニア、リン、動物プランクトン、デトリタス（有機堆積物）、DOM（オプションとしてDIC、アルカリ度、酸素）を予測変数とする。=>pdf

・Photo-CoSINE model

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