1) CCSM

The Community Climate System Model (CCSM)


CCSMは、地球規模の天候シミュレーション連結システムであり、4つのモデル(大気、海洋、陸地、氷河)と、連結部分モデルにより構成されている。CCSMは、研究者が地球の過去、現在、未来の天候の変遷に関する基礎研究に寄与する。
CCSM計画は、アメリカの気象研究者間の協力関係の一つであり、NSFとNCARが主として支援し、アメリカエネルギー省とNASAとの協力関係に近い関係を得ている。
年に2回のミーティングを実施しているCCSMワーキンググループが、CCSMの科学的な発展を則している。主なるCCSMワークショップは毎年6月に開催されており、様々なワーキンググループによるケーススタディと将来のCCSMの発展について話し合われている。

CCSMの概要

CCSMは、4領域別のモデルと中央連結モデルから成り立っている。"アクティブ"、"データ"、もしくは、"デッド" の構成バージョンがある。
アクティブモデルは、かなりのメモリとCPUを消費し、大量のデータを出力する。一方、データサイクリングモデル(データモデル)は消費が少なく、モデルによって事前に作られるデータセットと、連結モデルの結果などを用いる簡単なモデルである。これらデータサイクリングの構成は、プログラムに負荷がかからず出力データがないため、テストランや確定したケースなどによく使われる。現在では、データモデルは一つのコンピュータ上の連続モードでしか使われていない。デッドモデルはシステムのテストを容易にする簡単なコードである。このモデルは、完全にアクティブシステムの下での複数コンピュータの内部でデータを作り出し入力データを必要しない。

CCSMの構成は以下
Table 1: CCSM3 Model Components
Model Model Name Component Component Type
    Name Version  
atmosphere atm cam cam3 active
atmosphere atm datm datm6 data
atmosphere atm latm latm6 data
atmosphere atm xatm dead dead
land lnd clm clm3 active
land lnd dlnd dlnd6 data
land lnd xlnd dead dead
ocean ocn pop ccsm_pop_1_4 active
ocean ocn docn docn6 data
ocean ocn xocn dead dead
sea-ice ice csim csim5 active
sea-ice ice dice dice6 data
sea-ice ice xice dead dead
coupler cpl cpl cpl6 active


CCSMの動作に関して、4つのカップリングされていない構成部分が時間発展的に統合される。連結部分により周期的に停止し情報の交換を行う。その間に連結部分は、各構成部分から領域やマップを受け取り、これらの情報を連結して、各構成プログラムにまた返すという作業を行う。
この情報交換の連続作業により、連結プログラムはカップリングされたシステムの時間進行をとりはからう。各モデルは、データサイクリング部分、デッドバージョン部分の動的構成となっており、CCSMの構成セットは、5つの各モデルからなる各構成部分から成り立っている。すべてのモデル構成は主としてフォートラン90で組まれている。

CCSMの各コンポーネントの概要

大気コンポーネント


大気モデルは、NCARにより開発された世界規模の大気循環モデルである、Community Atmosphere Model (CAM)。64緯度、128経度の各ポイント、26鉛直方向レベルであり、地表面付近が地形形状に順応できるシグマ座標系とのハイブリッド形式となっている。


陸地コンポーネント

The Community Land Model つまり CLM は、CGDの地形部門の科学者らと、NCARとCCSMの陸地モデルワーキンググループの連携プロジェクトの結果である。CLMに貢献している他のワーキンググループとしてバイオ化学などがある。陸地モデルのグリッドは大気モデルと同じである。

海洋コンポーネント

海洋モデルは、LANL による Parallel Ocean Program (POP) Version 1.4.3 の拡張版モデルである。CCSMのPOPグリッドは、displaced-poleグリッド(グリーンランドを中心とした)である。

氷河コンポーネント

CCSMの氷河構成は、the Community Sea-Ice Model (CSIM) である。elastic-viscous-plastic (EVP) スキーム、氷河の厚さに関する分布、エネルギー保存熱力学、平面海洋レイヤーモデルなどが導入されている。POP海洋モデルで使われたグリッドと同等のGreenland Pole グリッドをサポートする。


> CCSM公式サイト


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