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気象研究所研究開発課題評価報告

大気境界層の乱流構造の統合的研究

終了時評価

評価年月日：平成25年12月24日

研究代表者

毛利英明（環境・応用気象研究部　第５研究室長）

研究期間

平成21年度～平成25年度

終了時評価の総合所見

pdfファイル：137KB

研究の動機・背景

研究の必要性：数値モデルのサブグリッド乱流過程や接地境界層過程を高度化して予報精度を上げるため、これら乱流過程パラメタリゼーションの基盤となる、大気境界層乱流に関する知見を深める必要がある。とくに、計算結果に大きく影響する乱流過程を特定し、統計量や空間構造が、どのような普遍的性質や大気・陸面状態などへの依存性を持つか解明することが必要である。

研究の背景：数値計算や風洞実験・野外観測の進歩の結果、大気境界層の乱流過程に関し、数値モデルのパラメタリゼーションの基盤であるMonin-Obukhovの相似則など従来提案されてきた普遍則を再検討し、新たな知見を得る機運が高まっている：

詳細かつ大規模な数値計算や風洞実験
野外観測から、従来提案されてきた各種統計量の普遍則に疑問を呈する結果が報告され始めた。
境界層乱流が様々な空間構造から構成されることが判明し、これら空間構造の研究から、新たな普遍則を見出す可能性が出てきた。

一方で数値計算・風洞実験・野外観測において新たな手法が導入されつつある：

数値計算において、大型計算機の高性能化に伴いLarge Eddy Simulation (LES)が導入されつつある。
風洞実験
野外観測において、画像解析技術の進歩に伴い、速度場の空間構造を瞬時に捉える粒子画像風速測定(PIV)が導入されつつある。
野外観測において、信号処理技術の進歩に伴い、ウィンドプロファイラなどリモートセンシングの測器を用い、高度約100m以上の全高度で大気境界層の風速測定が可能になりつつある。

研究の意義：上述の新たな手法を本格的に実用化することで、従来は不可能だった計算・実験・観測を可能とし、従来提案されてきた普遍則を再検討し新たな知見を得ること目指すことに、本研究の意義がある。

研究の成果の到達目標

次世代数値モデルにおける大気境界層乱流パラメタリゼーション高度化の基盤となる知見を得るため、大気境界層の乱流構造に関し、以下の4項目について研究を実施する。

① 数値モデルのサブグリッド乱流過程や接地境界層過程パラメータのうち、計算結果に大きく影響するパラメータを特定する(項1(2)当初計画からの変更点も参照)。

② Large Eddy Simulation (LES)に基づく大気境界層乱流の新たな数値計算手法を実用化する。

③ 粒子画像風速測定(PIV)を用いた地上付近の風速測定など新たな風洞実験・野外観測手法を実用化する。

④ ①,②,③に基づく数値計算・風洞実験・野外観測から、数値モデルに大きく影響する乱流過程に関し、従来提案されてきた普遍則を再検討し、新たな普遍則を見出すことを目指す。

１．研究結果

（１）成果の概要

（１）－１　全体

数値計算・風洞実験・野外観測の各分野において、LESに基づく数値計算手法(査読論文6等)やPIVをはじめとした実験・観測手法(査読論文13,16等)を実用化し、これらを活用して、既存の乱流スキームを再検討し(査読論文5, 18)、新たな普遍則を見出すなど(査読論文15等)、大気境界層乱流の解明ひいては数値モデルの高度化に資する様々な成果を得ることが出来た。

とくに数値計算の風洞実験による比較検証(査読論文22)や野外観測用PIVの風洞における開発(査読論文24等)など、数値計算・風洞実験・野外観測を統合した成果が得られた。

（１）－２　副課題ごと

各副課題において、大気境界層乱流の解明ひいては数値モデルの高度化に資する様々な成果を得て、以下のとおり論文として報告した。

① NHMを用いた不安定境界層の数値計算を行い、同じ条件でのLESの計算結果と比較検討を行った。とくにサブグリッド乱流過程に採用されているMYNNスキームについて修正版を提案した(査読論文7)。またモデル解像度とパラメータ最適値との間に普遍的な関係がないか検討しており(国内学会口頭発表26,29など)、成果の一部を年度内に論文として投稿の予定である(項1(2)当初計画からの変更点も参照)。

② LESに基づく数値計算プログラムを実用化し、大気境界層乱流の計算手法に関して以下の成果を得た：

LESを用いて回転成層乱流の数値実験を行った。回転がある場合は観測と良く一致したが、回転がない場合は鉛直粘性の寄与が過大となることを指摘した(査読論文5)。
LESにおけるサブグリッド乱流輸送過程の自己整合性を検証する手法を提案した(査読論文6)。
最も単純なLESとして知られる２点速度和のエネルギー収支式を理論的に導出し、風洞実験で検証した(査読論文8)。

③ 野外PIV用の高速撮影装置を開発し、気象研小型風洞において実証実験を行った(査読論文13, 20)。また光源やトレーサ粒子発生装置も開発し、気象研露場において観測を行い、接地境界層乱流の空間構造を検出できることを示した(査読論文24)。

④ 数値計算・風洞実験・野外観測の各々において大気境界層における乱流過程の研究を実施した。とくに○印の項が大気境界層における普遍則に関する成果である。

LESを用いた数値計算と気象研大型風洞での実験から、安定境界層におけるエネルギー収支の解析を行った。乱流運動エネルギーの生成項が負になる場合は、輸送項によるエネルギー供給が重要となり、輸送項の適切なパラメタリゼーションが必要であることを指摘した(査読論文22)。

○ 気象研大型風洞における実験から、乱流の運動エネルギーが大スケールにおいても顕著に揺らぐことを指摘し(査読論文1)、普遍的な統計則の存在を明らかにした(査読論文11, 15, 23)。普遍則の特性長である局所エネルギー相関長が、小スケール側においてもエネルギー散逸率の無次元化など既知の普遍則において重要な役割を果たす可能性を指摘した(査読論文18)。

気象研小型風洞において、風洞実験で用いる熱線風速計のプローブの安定性と耐久性を高める技術を新たに開発した(査読論文4)。
気象研露場における観測から、全天日射量を毎時の日照時間から推定する手法を提案した(査読論文9)。また高精度なライシメータを開発し、気象研露場における観測から、蒸発散量の精密測定が可能であることを示した (査読論文16)。なお接地気象観測装置を用いた観測が今年度で10年を経過したのを期に、この間の水
熱収支データを解析しており(国内学会口頭発表34)、年度内に論文として投稿の予定である。

○ 気象研鉄塔において得られた風速時系列データのウェーブレット解析を行い、鉛直方向に広がる大規模な空間構造が存在し、運動量の輸送に大きな寄与を果たしていることを明らかにした(査読論文10, 14, 25)。こうした空間構造は従来の数値計算や風洞実験から境界層乱流の普遍的構造として知られており、大気境界層においても存在を確認したものである。

○ チベット高原のヤムドックヤム湖 (査読論文2)・ナム湖(査読論文3)・アーハイ湖(査読論文12) における水・熱収支の時系列データを解析し、湖と周辺領域との間の水・熱循環過程を明らかにした。各地の気象官署の観測データを用いて陸面熱収支の分布を明らかにした(査読論文19)。また氷河地帯における観測データを解析し、氷河面上の水・熱収支を明らかにした(査読論文21)。こうして得られた水収支とくに潜熱輸送量と降水量との関係が気象研露場において得られた関係とともに普遍則を形成することを確認した。

（２）当初計画からの変更点（研究手法の変更点等）

副課題①については、数値モデルの高解像度化に際し既存のサブグリッド乱流過程をそのまま適用できない可能性が重要視されるようになってきた現状を踏まえ、感度実験に限定せずLESから得られた成果等を活用しサブグリッド乱流過程の高度化に資する研究を進めるものとした。

（３）成果の他の研究への波及状況

所内の他の研究課題への波及状況は以下のとおりである。なお科研費など外部資金に基づく研究および外部機関との共同研究への波及状況については項3.3に記述した。

気象衛星
観測システム研究部第２研究室のJR東日本との共同研究「高精度センシング技術を用いた、列車運行判断のための災害気象の監視
予測手法の開発」に関して、観測に使用する気圧計の特性試験を気象研大型風洞で実施した(平成23年度)。
気象衛星
観測システム研究部第２研究室のウィンドプロファイラについて、保守作業およびパラメトリックスピーカと組み合わせたRASS観測の予備実験に技術協力した(平成21～25年度)。
地震火山研究部第３研究室が東大地震研究所と共同で新規開発した火山用地震計の強風環境における試験を気象研大型風洞で実施した(平成23年度)。
気候研究部第４研究室が気象研露場の接地境界層観測装置付近に設置した土壌水分計と積雪深計の保守管理に技術協力するとともに、土壌水分量や地中温度などの観測データを提供した(平成24～25年度)。

（４）今後の課題

① 数値モデルを高解像度化した場合には既存のサブグリッド乱流過程をそのまま適用しても解像度に見合う精度が達成できない問題が重要視されるようになってきている(項1(2)当初計画からの変更点も参照)。数値モデル高度化のためには、大気境界層の乱流に関する知見を深めて新たなサブグリッド乱流過程を開発する指針を得ることが重要であり(国内学会口頭発表26,29,33,37など)、このことを次期中期課題の主たる目的としたい。

④ 野外観測については、乱流に関する既知の普遍則に基づいた経験的手法を用いて水・熱収支を評価するという性格が強かった。気象研鉄塔の超音波風速計データを解析して乱流の大スケール空間構造を検出したが(査読論文10, 14, 25)、PIV観測で検出した接地境界層乱流の空間構造(査読論文24)や水・熱収支との関係を解明することは重要である。よって次期中期課題においては超音波風速温度計を気象研露場にも整備して乱流の直接観測を実施することとしたい(H26年度整備予定)。

２．自己点検

（１）到達目標に対する達成度

副課題①数値モデル検討、②LES開発、③PIV開発、④普遍則検討の各々において大気境界層乱流の解明ひいては数値モデルの高度化に資する成果を得ることができた(項1-(1)参照)。

ただし達成度から判断して実力不足は否めない。我々と同時期に室内実験と野外観測を統合して普遍則の再検討を行ったメルボルン大学のグループは、いわゆる対数則が平均風速だけでなく乱流強度についても成立することを発見した(Marusic et al. 2013, Journal of Fluid Mechanics 716, R3)。大気境界層の描像に強い制限を加える発見であり評価は高い(McKeon 2013, Journal of Fluid Mechanics 718, 1)。我々も実験技術や観測技術を高め、情報収集と分析力を強化して、挽回を図っていきたい。

また「項1(4)今後の課題」にあるように①数値モデルの検討は問題提起を経て試行錯誤を始めたばかりであり、④普遍則検討とともに次期中期課題においても追究することとしたい。

（２）研究手法及び到達目標の設定の妥当性

到達目標に対する達成度から判断して、おおむね妥当であった。とくに数値計算の風洞実験による比較検証(査読論文22)や野外観測用PIVの風洞における開発(査読論文13等)など、数値計算・風洞実験・野外観測を統合した成果を得ることが出来た。

（３）成果の施策への活用・学術的意義

本研究課題から得られた知見と技術に基づいて気象庁数値予報課および観測課に対して以下の業務貢献を行った：

数値予報課で進めている次期局地モデルasucaの開発について、大気境界層過程のパラメタリゼーションとしてMYNNモデルの実装を担当した(査読論文以外の著作物２)。またDeardorffモデルに基づくLESも実装した。
気象庁観測課の気象測器検定試験センターから依頼を受けて、雨量計の風洞実験を行い、現在使用されている数種類の架台については、降水の捕捉率に顕著な影響を及ぼさないことを確認した(査読論文以外の著作物7)。
気象庁観測課の技術開発課題「観測所周辺環境の変化による気温観測への影響調査」（平成23年度〜25年度）に参加して、所謂「日だまり効果」に関する風洞実験を実施中である。年度内にデータセットを作成し、来年度に結果を測候時報等に投稿する予定である。
また「項1. 研究成果 (1) 成果の概要」で述べたように大気境界層乱流に関して様々な知見が得られており、一定の学術的意義があったと判断される。

（４）総合評価

残された課題は少なくないものの、業務的および学術的に一定の成果を得たと判断される。

３．参考資料

３．１　研究成果リスト

（１）査読論文

1. Mouri, H., A. Hori, & M. Takaoka, 2009: Large-scale lognormal fluctuations in turbulence velocity fields, Physics of Fluids, 21, 065107.

2. Xu, J., S. Yu, J. Liu, S. Haginoya, Y. Ishigooka, T. Kuwagata, M. Hara & T. Yasunari, 2009: The Implication of Heat and Water Balance Changes in a Lake Basin on the Tibetan Plateau, Hydrological Research Letters, 3, 1-5.

3. Haginoya, S., H. Fujii, T. Kuwagata, J. Xu, Y. Ishigooka, S. Kang & Y. Zhang, 2009: Air-Lake Interaction Features Found in Heat and Water Exchanges over Nam Co on the Tibetan Plateau, SOLA, 5, 172-175.

4. 堀晃浩, 小野木茂, 2009: 熱線風速計用タングステン線の白金蒸着の方法, 日本風工学会論文集, 34, 111-114.

5. Kitamura, Y. & Y. Matsuda, 2010: Energy cascade processes in rotating stratified turbulence with application to the atmospheric mesoscale, J. Geophys. Res., 115, D11104.

6. Kitamura, Y., 2010: Self-consistency validation of subgrid scale parameterization schemes in a large-eddy simulation, J. Meteor. Soc. Japan, 88, 813-825.

7. Kitamura, Y., 2010: Modifications to the Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino (MYNN) model for the stable stratification case, J. Meteor. Soc. Japan, 88, 857-864.

8. Mouri, H. & A. Hori, 2010: Two-point velocity average of turbulence: Statistics and their implications, Physics of Fluids, 22, 115110.

9. Xu, J., K. Masuda, Y. Ishigooka, T. Kuwagata, S. Haginoya, T. Hayasaka & T. Yasunari, 2011: Estimation and verification of daily surface shortwave flux over China, J. Meteor. Soc. Japan, 89A, 225-238.

10. 堀口光章, 林泰一, 足立アホロ, 小野木茂, 2010: 中立に近い大気境界層における組織的乱流構造―気象研究所気象観測鉄塔での観測―, 京都大学防災研究所年報, 53B, 329-336.

11. Mouri, H. 2011: Large-scale velocity fluctuations of turbulence, J. Physics Conference Series, 318, 042007.

12. Haginoya, S., H. Fujii, J. Sun & J. Liu, 2011: Features of air-lake interaction in heat and water exchanges over Erhai Lake, J. Meteor. Soc. Japan, 90C, 55-73.

13. Hashimoto, K., A. Hori, T. Hara, S. Onogi & H. Mouri, 2011, Dual-camera system for high-speed imaging in particle image velocimetry, J. Visualization, 15, 193-195.

14. Horiguchi, M., T. Hayashi, A. Adachi, & S. Onogi, 2011: Large-scale turbulence Structures and their contributions to the momentum flux and turbulence in the near-neutral atmospheric boundary layer observed using a 213-m tall meteorological tower, Boundary-Layer Meteor., 144, 179-198.

15. Mouri, H., H. Hori, Y. Kawashima & K. Hashimoto, 2011: Statistical mechanics and large-scale velocity fluctuations of turbulence, Physics of Fluids, 23, 125110.

16. Lee, B.Y. & S. Haginoya, 2011: The latent heat exchange on the ground, J. Environmental Sci. Korea, 20, 1061-1068.

17. Arimitsu, T., N. Arimitsu, & H. Mouri, 2012: Analyses of turbulence in a wind tunnel by a multifractal theory for probability density functions, Fluid Dynamics Research, 44, 031402.

18. Mouri, H., A. Hori, Y. Kawashima, & K. Hashimoto, 2012: Large-scale length that determines the mean rate of energy dissipation in turbulence, Physical Review E, 86, 026309.

19. Liu, J., J. Liu, H. W. Linderholm, D. Chen, Q. Yu, D. Wu and S. Haginoya, 2012: Observation and calculation of the solar radiation on the Tibetan Plateau, Energy Conversion and Management, 57, 23-32.

20. 小野木茂, 橋本孔佑, 堀晃浩, 毛利英明, 2013: 汎用デジタルカメラを使用したPIV撮影技術, 日本風工学会論文集, 38 11-14.

21. Zhang G., S. Kang, K. Fujita, E. Huintjes, J. Xu, T. Yamazaki, S. Haginoya, Y. Wei, D. Scherer, C. Schneider, T. Yao, 2013: Energy and mass balance of the Zhadang Glacier surface, central Tibetan Plateau, J. Glaciology, 59, 137-148.

22. Kitamura, Y., A. Hori & T. Yagi, 2013: Flux Richardson number and turbulent Prandtl number in a developing stable boundary layer, J. Meteor. Soc. Japan., 91, 655-666.

23. Mouri, H. 2013: Log-normal distribution from a process that is not multiplicative but is additive, Physical Review E, 87, 042124.

24. 小野木茂, 萩野谷成徳, 堀晃浩, 八木俊政, 毛利英明, 2013: 汎用デジタルカメラを使用した野外PIV撮影技術〜安全面と環境面に配慮した野外PIV〜, 日本風工学会論文集,投稿中.

25. Horiguchi, M., T. Hayashi, A. Adachi, & S. Onogi, 2013: Stability dependence and diurnal change of large-scale turbulence structures in the near-neutral atmospheric boundary layer observed from a meteorological tower, Boundary-Layer Meteor., submitted.

（２）査読論文以外の著作物（翻訳、著書、解説）

1. 小野木茂 2009：地上風の測器, 日本風工学会誌, 34, 314-321.

2. Ishida, J., C. Muroi, K. Kawano & Y. Kitamura, 2010: Development of a new nonhydrostatic model "ASUCA" at JMA, CAS/JSC WGNE Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling (2010), Sec. 5 11-12.

3. Hayashi, Y.-Y., M. Ishiwatari, M. Odaka, Y. Kitamura, M. Takagi, Y. O. Takahashi, S. Takehiro, K. Nakajima, G. L. Hashimoto & Y. Matsuda, 2011: Simulations of Atmospheric General Circulations of Earth-like Planets by AFES, Annual Report of the Earth Simulator 2011, 29-34.

4. 毛利英明, 2011: 乱流と層流, 風の辞典 (真木太一, 新野宏, 野村卓史, 林陽生, 山川修治), 丸善, 丸善出版, p.41.

5. Hara, T., K. Kawano, K. Aranami, Y. Kitamura, M. Sakamoto, H. Kusabiraki, C. Muroi, & J. Ishida, 2012: Physics Library and its application to ASUCA, CAS/JSC WGNE Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling (2012), Sec. 5 5-6.

6. Hayashi, Y.-Y., Y. O. Takahashi, N. Sugimoto, M. Takagi, M. Ishiwatari, M. Odaka, S. Takehiro, K. Nakajima, Y. Kitamura, G. L. Hashimoto, & Y. Matsuda, 2012: Simulations of Atmospheric General Circulations of Earth-like Planets by AFES, Annual Report of the Earth Simulator 2012, 33-39.

7. 気象測器検定試験センター, 気象研究所物理気象研究部 2013: 雨量計周囲の気流に架台が及ぼす影響についての調査報告, 測候時報, 80, 1-5.

（３）学会等発表

ア．口頭発表

・国際的な会議・学会等：10件

1. Haginoya, S. & J. Xu, 2009: A climatological estimate of heat and water fluxes over the Tibetan Plateau, International Conference on Land Surface Radiation and Energy Budget, March 2009, Beijing, China (Abstract Book, P-8).

2. Kitamura, Y., 2010: Modifications to the Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino (MYNN) model for the stable stratification case, First International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models, 29 September – 1 October 2010 Kyoto, Japan.

3. Haginoya, S., H. Fujii, T. Kuwagata, J. Xu, Y. Ishigooka, S. Kang & Y. Zhang, 2010: Air lake interaction features found in heat and water exchanges over Nam Co on the Tibetan Plateau, The 2nd CAS-CEOP International Workshop on Energy and Water Cycle over the Tibetan Plateau and High Elevations, 19-21 July 2010, Lhasa, China (Abstract Book, S-1.7, 27-32).

4. Lee, B.Y. & S. Haginoya, 2011: Evapotranspiration measurement by small lysimeter, International Symposium on Agricultural Meteorology, 17-18 March 2011, Kagoshima, Japan.

5. Mouri, H., 2011: Large-scale velocity fluctuations of turbulence, 13th European Turbulence Conference, 12-15 September 2011, Warsaw, Poland (Abstract Book, p. 117).

6. Mouri, H., A. Hori, Y. Kawashima, and K. Hashimoto 2012: Normalization of the mean rate of energy dissipation in turbulence, 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics, 19-24 August 2012, Beijing, China (Abstract Book p. 294).

7. Kawano, K., K. Aranami, T. Hara, Y. Kitamura, M. Sakamoto & C. Muroi, 2012: Development of a nonhydrostatic model “ASUCA” at JMA, Climate 2012 International workshop on climate change projection and high performance computing, 12-15 March 2012, Hawaii, USA (http://www.prime-pco.com/climate2012/agenda.html).

8. Mouri, H. 2013: Length scale to determine the rate of energy dissipation in turbulence, 14th European Turbulence Conference, 1-4 September 2013, Lyon, France (Program Booklet).

9. Kawano, K., T. Hara, Y. Kitamura, H. Kusabiraki, M. Sakamoto & C. Muroi, 2013: An activity to improve the simulation of mesoscale convection in ASUCA: a new nonhydrostatic model of JMA, Climate 2013, 20-22 March 2013, Lawrence Berkeley National Laboratory, USA (http://www.prime-pco.com/climate2013/agenda.html).

10. Ito, J., N. Niino & M. Nakanishi, 2013: Horizontal turbulent diffusion in a convective mixed layer, AGU Fall Meeting, 9-13 December 2013, San Francisco, USA (Abstract, A53G-08).

・国内の会議・学会等：38件

1. 小野木茂, 足立アホロ, 2009：1.3GHzウィンドプロファイラーの下層測風性能の改善〜最下層データに生じるノイズの新しい除去方式〜, 日本気象学会2009年秋季大会(講演予稿集, D356).

2. 毛利英明, 堀晃浩, 高岡正憲 2009：乱流速度場の大スケール揺らぎにおける対数正規性, 日本流体力学会年会 (講演要旨集,p.38).

3. 毛利英明 2009：乱流２点速度和の統計的特徴, 日本物理学会秋季大会 (予稿集,28aQC-5).

4. 毛利英明 2009：乱流２点速度和の統計的特徴, 京都大学数理解析研究所研究集会「乱流の多重性・階層性とその数理的構造」(数理解析研究所講究録1721, p. 12).

5. 栗原和夫, 村田昭彦, 佐々木秀孝, 花房瑞樹, 高藪出, 2010: 非静力学地域気候モデル(MRI-NHRCM)の完全境界実験による精度評価－九州領域および関西領域－, 日本気象学会2010年春季大会 (講演予稿集,A211).

6. 北村祐二, 2010: 安定成層下での MYNNモデルの修正について, 日本気象学会2010年春季大会 (講演予稿集,C451).

7. 前山徳久, 井上実, 堀晃浩, 市川陽一, 毛利英明, 2010: 風洞実験および数値計算によるベル型地形周りの気流場に関する研究, 第51回大気環境学会年会 (講演要旨集, 2A0900).

8. 毛利英明, 2010：乱流速度場における大スケール変動の統計則, 日本物理学会秋季大会 (予稿集, 25pTF-10).

9. 橋本孔佑, 堀晃浩, 小野木茂, 毛利英明, 2010: 汎用デジタルカメラを使用したPIV撮影装置(２報), 日本気象学会2010年春季大会 (講演予稿集,D101).

10. 又吉直樹, 奥野善則, 毛利英明, 田村哲郎, 中村修, 2010: 高層ビル屋上ヘリポート周辺の風計測, 第48回飛行機シンポジウム (アブストラクト集, 1E8).

11. 有光直子, 有光敏彦, 毛利英明 2010: MPDFTによる風洞乱流PDFの解析, 九州大学応用力学研究所研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」.

12. 毛利英明, 2011：乱流速度場における大スケール変動の統計熱力学形式による記述, 京都大学数理解析研究所研究集会「乱流研究次の10年：乱流の動的構造の理解へ向けて」(数理解析研究所講究録1771, p. 135).

13. 北村祐二，2011：安定境界層の鉛直フラックスにおけるパラメタリゼーションスキームの依存性，日本地球惑星科学連合2011年大会 (講演予稿集, AAS022-02).

14. 前山徳久, 井上実, 堀晃浩, 市川陽一, 毛利英明, 2011: 風洞実験および数値計算によるベル型地形周りの濃度場に関する研究, 第52回大気環境学会年会 (講演要旨集, 2D0900).

15. 市川陽一, 安藤由幸, 松本亮祐, 前山徳久, 井上実, 堀晃浩, 毛利英明, 2011: 風洞実験とCFDモデルによる火山排ガスの拡散予測, 第52回大気環境学会年会 (講演要旨集, 3A11139).

16. 河野耕平，荒波恒平，原旅人，北村祐二，室井ちあし，2011：気象庁における非静力学モデルasucaの開発状況，第13回非静力学モデルに関するワークショップ(講演予稿集, 34).

17. 伊藤純至, 新野宏, 中西幹郎, 2011 : Terra Incognitaにおける大気境界層モデルのアプリオリ・テスト, 第13回非静力学モデルに関するワークショップ (講演予稿集, 44).

18. 北村祐二，堀晃浩，八木俊政，2011：安定成層でのフラックスリチャードソン数と乱流プラントル数の同定，日本気象学会2011年秋季大会 (講演予稿集, D303).

19. 小野木茂、橋本孔佑、堀晃浩、原敏幸、毛利英明, 2011: 汎用デジタルカメラを使用したＰＩＶ撮影装置(３報), 日本気象学会2011年秋季大会 (講演予稿集, B102).

20. 毛利英明, 2012: 乱流エネルギー散逸率の規格化について, 京都大学数理解析研究所研究集会「乱流の普遍性と個別性」(数理解析研究所講究録1822, p. 18).

21. 有光直子, 有光敏彦, 毛利英明, 2012: 風洞乱流のマルティフラクタル確率密度関数理論による解析III, 日本物理学会年次大会（予稿集, 27pAE-4）

22. 毛利英明, 2012: 乱流エネルギー散逸率の規格化について, 日本物理学会年次大会 (予稿集,27pAE-6).

23. 北村祐二 2012: 安定境界層での乱流運動エネルギーの収支解析, 日本気象学会2012年春季大会(講演予稿集, D302).24.

24. 伊藤純至、新野宏、中西幹郎 2012: 対流混合層の水平拡散について、日本気象学会2012年春季大会(講演予稿集, D303).

25. 毛利英明, 堀晃浩, 川島儀英, 橋本孔佑 2012: 乱流エネルギー散逸率の規格化について, 日本流体力学会年会2012(講演論文集 No. 140).

26. 北村祐二 2012: a priori解析に基づいて推定した渦粘性係数の空間解像度依存性, 日本気象学会2012年秋季大会(講演予稿集, C353).

27. 伊藤純至、新野宏、中西幹郎 2012: 大規模ラージ・エディ・シミュレーションによる境界層モデルの検討、日本気象学会2012年秋季大会(講演予稿集, D164).

28. 小野木茂，堀晃浩，八木俊政，萩野谷成徳，毛利英明2012: 汎用デジタルカメラを利用した野外ＰＩＶ手法による雨量計周辺気流の可視化, 2012可視化情報学会全国講演会(可視化情報学会誌　Vol.32 Suppl. No.2, 165-166)

29. 北村祐二 2012: a priori解析に基づいて推定した渦粘性係数の空間解像度依存性, 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「地球流体における流れのスケール間相互作用の力学」.

30. 毛利英明 2013: 乱流速度場の大スケール変動：加算過程がもたらす対数正規性, 京都大学数理解析研究所研究集会「多重物理・多重スケール乱流現象の数理」(数理解析研究所講究録, 印刷中).

31. 伊藤純至, 新野宏, 中西幹郎 2013: MYNNモデルのダブルカウント問題, 日本気象学会 2013年秋季大会(講演予稿集, C414).

32. 毛利英明 2013: 乱流速度場の大スケール変動：加算過程がもたらす対数正規性, 日本物理学会秋季大会 (予稿集, 25pKJ-6).

33. 伊藤純至, 新野宏, 中西幹郎 2013: Terra Incognitaスケール境界層モデルの設計とテスト, 第15回非静力学モデルに関するワークショップ (講演予稿集, 44).

34. 滝本貴弘，桑形恒男，萩野谷成徳, 石郷岡康史，徐健青，藤井秀幸，康世昌 2013: チベット高原南部における裸地面熱・水収支の長期解析, 日本象学会2013年秋季大会(講演予稿集, C361).

35. 萩野谷成徳, 桑形恒男, 石郷岡康史, 滝本貴弘, 徐健青, 藤井秀幸, 唐世昌 2013: チベット高原ナム湖域の熱・水循環, 日本象学会2013年秋季大会(講演予稿集, C362).

36. 甲斐智博, 萩野谷成徳 2013: 気象研究所露場観測データによる草地の地表面熱収支の解析, 日本象学会2013年秋季大会(講演予稿集, C366).

37. 伊藤純至, 新野宏, 中西幹郎 2013: Terra Incognitaスケールにおける大気境界層モデルの試作, 日本象学会2013年秋季大会(講演予稿集, D115).

38. 毛利英明 2014: 乱流間欠性の対数安定分布理論について, 京都大学数理解析研究所研究集会「大スケール流体運動と乱流揺らぎ」(数理解析研究所講究録, 印刷予定).

イ．ポスター発表

・国際的な会議・学会等：3件

1. Hori, A., K. Kurihara & K. Hashimoto, 2009: Wind tunnel experiment for diffusion of volcanic gas erupted from Miyake Island, Fourth Japan-China-Korea Joint Conference on Meteorology (Abstract Collection, P-69).

2. Kitamura, Y., 2009: Self-consistency validation of subgrid scale parameterization schemes in large-eddy simulation, AGU fall meeting (Abstract Collection, A13G-0327).

3. Sakamoto, M., K. Kawano, K. Aranami, T. Hara, H. Kusabiraki, J. Ishida, C. Muroi, & Y. Kitamura, 2013: Computational instability arising from Ying-Yang boundary, 19th AMS Conference on Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics, 16-21 June 2013, Rhode Island, USA (https://ams.confex.com/ams/19Fluid17Middle/webprogram/Paper227005.html).

・国内の会議・学会等：15件

1. 堀口光章, 林泰一, 足立アホロ, 小野木茂, 2009: 大気境界層における乱流構造－つくばにおける観測の解析－,日本気象学会2009年春季大会 (講演予稿集, P217).

2. 萩野谷成徳, 小野木茂, 2009：館野の鉄塔データから推定した粗度長の長期変動, 日本気象学会2009年春季大会 (予稿集, P218).

3. 柏浦徹, 上野健一, 萩野谷成徳, 2009：超音波積雪深計による草丈観測と熱収支変動, 日本気象学会2009年春季大会 (予稿集, P408).

4. 萩野谷成徳, 藤井秀幸, 桑形恒男, 徐健青, 石郷岡康史, 康世昌, 2009：チベット高原ナム湖における熱・水循環過程の研究, 日本気象学会2009年秋季大会 (予稿集, P356).

5. 萩野谷成徳, 藤井秀幸, 桑形恒男, 徐健青, 石郷岡康史, 康世昌, 2010：チベット高原ナム湖における熱・水循環過程の研究(2), 日本気象学会2010年春季大会 (予稿集 P212).

6. 堀口光章、林泰一、足立アホロ、小野木茂, 2011: 中立に近い大気境界層における組織的乱流構造－気象観測鉄塔(つくば)によるデータの解析－,日本気象学会2011年春季大会 (講演予稿集, P128).

7. 萩野谷成徳, 張擁軍, 張国帥, 桑形恒男, 徐健青, 藤井秀幸, 石郷岡康史, 康世昌, 2011：チベット高原ナム湖における放射観測, 日本気象学会2011年春季大会 (予稿集, P335).

8. 萩野谷成徳, 藤井秀幸, 徐健青, 桑形恒男, 石郷岡康史, 康世昌, 2011：チベット高原上の湖の衛星データ解析, 日本気象学会2011年春季大会 (予稿集, P435).

9. 萩野谷成徳, 藤井秀幸, 張擁軍, 張国帥, 桑形恒男, 徐健青, 石郷岡康史, 康世昌, 2011：チベット高原ナム湖域の雲量日変化, 日本気象学会2011年秋季大会 (予稿集, P115).

10. 萩野谷成徳,張国帥, 徐健青, 藤井秀幸, 桑形恒男, 石郷岡康史, 康世昌2012：チベット高原ナム湖畔の気象観測、日本気象学会2012年春季大会(講演予稿集、P230)．

11. 北村祐二, 河野耕平, 原旅人, 坂本雅巳, 草開浩, 室井ちあし 2012: 非静力学モデルasucaを用いた大気境界層のLES, 日本気象学会2012年秋季大会(講演予稿集, P331).

12. 萩野谷成徳, 張国帥, 徐健青, 藤井秀幸, 桑形恒男, 石郷岡康史, 康世昌 2012：チベット高原ナム湖畔の気象観測(２),日本気象学会2012年秋季大会(講演予稿集, P328)．

13. 萩野谷成徳, 藤井秀幸, 桑形恒男, 徐健青, 石郷岡康史, 康世昌 2013: 1日4回の衛星表面温度(LST)の観測値から日平均地表面温度等の推定,日本気象学会2013年春季大会(講演予稿集, P403)．

14. 北村祐二, 2013: a priori解析に基づいて推定した渦粘性係数の空間解像度依存性(2), 日本気象学会2013年秋季大会(講演論文集, P109).

15. 小野木茂, 萩野谷成徳, 堀晃浩, 八木俊政, 毛利英明 2013: 汎用デジタルカメラを使用した野外ＰＩＶ技術, 日本気象学会2013年秋季大会(講演予稿集, P108).

３．２　報道・記事

・「風の流れ1/100秒ごと記録　気象研がシステム　風洞実験に利用」日経産業新聞 2010年7月21日付(対応：小野木)

３．３　その他（１（３）「成果の他の研究への波及状況」関連）

・科研費20740276「数値実験と風洞実験の融合による新しい大気乱流パラメタリゼーションの提案」（代表者：北村）平成20年〜22年
LESに基づき開発した数値計算プログラムおよび気象研風洞で取得した検証用データを利用した。査読論文6,7,22は本科研費の成果でもある。
・科研費22310016「チベット高原における地表面の熱・水収支の長期変動とそれに気温上昇が及ぼす影響」（代表者：萩野谷）平成22年度〜24年度およびJAMSTECとの共同研究「チベットの湖沼地域の熱・水循環に関する研究」(担当者：萩野谷)
気象研露場において得られた全天日射量に関する結果(査読論文９)を利用した。査読論文12,16,19,21は本科研費の成果でもある。
・科研費22540402「数値計算と実験による乱流の大スケール運動の統計則と空間構造の解明」(分担者：毛利) 平成22年度〜24年度
気象研風洞において得られた境界層乱流に関する実験データを利用した。査読論文8,11, 13,15,18は本科研費の成果でもある。
・科研費25340018「フィールド観測と風洞実験による里山の大気浄化機構の解明」（分担者：毛利）平成25年度〜27年度および龍谷大との共同研究「地形が大気境界層における拡散現象に及ぼす影響の研究」（担当者：毛利）平成21年度〜25年度
気象研風洞において得られた境界層乱流に関する実験データを利用した。査読論文23は本科研費の成果でもある。
・科研費(研究成果データベース)「日本国内地温・凍結深データベース」(分担者：萩野谷) 平成25年度
気象研露場における地温観測から得られた知見を応用したものである。
・JICA技術協力プロジェクト「日中気象災害協力センタープロジェクト」(担当者：萩野谷)平成21年度
気象研露場の観測において得られた地表面における熱収支の評価手法をチベット高原アーハイ湖の観測データに応用した。査読論文12は本プロジェクトの成果でもある。
・筑波大との共同研究「草地上の熱収支に関する研究」（担当者：萩野谷）
気象研露場に筑波大学の超音波積雪深計を接地して草丈の観測を行い、本経常研究から得られた顕熱・潜熱フラックスのデータと比較検討した。
・JAXAおよび東工大との共同研究「建造物周辺の風況予測技術及び航空機の安全評価技術に関する研究」(担当者：毛利) 平成21年度〜23年度
気象研風洞において得られた境界層乱流に関する実験技術を応用したものである。
・韓国大邱カトリック大との共同研究「蒸発量の直接測定に関する研究」(担当者：萩野谷)平成22年度～23年度
気象研露場において得られた接地境界層に関する観測データを利用した。査読論文16は本共同研究の成果でもある。
・国立環境研との共同研究「粒子画像解析に基づく乱流計測技術に関する研究」(担当者：小野木・毛利・北村) 平成25年度〜27年度
気象研風洞において得られた境界層乱流に関する実験技術とくにPIV測定技術を応用するものである。