国立環境研究所、理化学研究所、富士通、メトロ、東京大学の5者は11月20日、神戸市の理化学研究所計算科学研究センターに設置されたスーパーコンピュータ「富岳」を用いて、大規模な全球気象シミュレーションとデータ同化の複合計算を実現したと発表した。

  • スーパーコンピュータ「富岳」

現在の気象予測は、世界中で毎時刻行われている気象観測の情報と、コンピュータを用いた数値シミュレーション、そして観測データとシミュレーションを数学的な手法を用いて繋ぎ合わせるデータ同化によって支えられている。

さらなる気象予測の精度向上のために、観測データの利用効率を上げ、よりメッシュの細かい数値シミュレーションを実行し、より多くのアンサンブル計算を行う必要があるが、そのどれもがより多くの計算を必要とするため、限られた計算機資源の制約の中で可能な計算が行われてきたという。

しかし、「富岳」を用いて行われた同研究では、水平3.5kmメッシュかつ1024個のアンサンブルというシミュレーションとデータ同化の複合計算を実現した。この計算規模は、世界の気象機関が日々行っている気象予測のためのアンサンブルデータ同化計算と比較して、約500倍の大きさのものだいう。

この成果は、「富岳」の高い総合性能を実証し、最新のスーパーコンピュータとシミュレーションモデル、そしてデータ同化システムが互いに協調しながら開発を進めることによって、今よりもさらにに大規模な気象予報システムが実現可能であることを指し示したとし、将来の気象予報・気候変動予測の精度向上につながることが期待されると5者は発表した。

データ同化は気象予報だけでなく、シミュレーションモデルそのものの性能改善や、温室効果ガスや大気汚染物質の吸収・排出量の推定にも用いられる手法で、5者は今後、同研究によって革新的な改良が施されたプログラムの用途をさらに拡げ、気象・気候・地球環境の研究に活用していく方針だ。