第66回学科専門問4

問4：問題文

解説

気象庁の数値予報モデル（全球モデル・メソモデル）に関する問題です。

(a) の解説

(a) は正文です。

全球モデル（GSM）の水平格子間隔は約13kmです。

また、格子の網目（解像度）よりも小さいスケールの現象を反映させる手法を「パラメタリゼーション」と呼びます。

補足： 13kmの格子の中には、数km規模の個々の「積雲」や「乱流」がすっぽり収まってしまい、モデルの力学方程式で直接計算（表現）することができません。
そのため、これら小さな現象が周囲の大気に与える集団的な効果（熱や水蒸気の輸送など）を統計的に見積もって計算に組み込む「パラメタリゼーション」が不可欠となります。

(b) の解説

(b) は正文です。

メソモデル（MSM）の水平格子間隔は5kmであり、鉛直流を直接計算できる「非静力学モデル」が採用されています。目的も記述の通りです。

補足： 全球モデルのように広域を対象とする場合は「重力と気圧傾度力が釣り合っている」とする静力学近似を用いますが、集中豪雨や大雨をもたらす積乱雲のシミュレーションでは鉛直方向の激しい運動（上昇流・下降流）を無視できません。
そのため、鉛直方向の運動方程式を略さずに直接計算する「非静力学モデル」を用いて、3日程度先（最大78時間先）までの災害予測を行っています。

(c) の解説

(c) は誤文です。

誤りのポイント

全球モデルによる境界（側面境界条件）の影響は、予報時間が長くなるほど「大きく」なります。

メソモデルは日本とその周辺だけを計算する「領域モデル」です。
予報初期（スタート直後）は領域内部の初期値（解析値）のデータが強く反映されますが、時間が経つにつれて、予測領域の「外側」から流れ込んでくる風や大気の状態が内部の計算に強く影響するようになります。
この外側のデータ（境界値）は全球モデルの予測結果が握っているため、予報時間が長くなるほど全球モデルの影響が支配的になります。

以上のことから、(a) 正、(b) 正、(c) 誤 となり、正解の組み合わせは ② になります。