波浪モデルとの結合

MRI.COMと波浪モデルとの結合に向けた調査。とりあえずのメモなので加筆・修正をお願いします。

• radiation stress
  • Longuet-Higgins and Stewart (1962, 1964)
    • 目的：波浪の運動量輸送を海洋に反映させ、wave set-upなどを再現
    • 手法：波浪エネルギー水平勾配→順圧的な運動量供給
• 海面フラックスのバルク係数
  • Donelan et al. (2012)
    • 目的：風応力の計算で波形の form drag を考慮
    • 手法：
  • スカラー量海面フラックス？
• 乱流混合スキームの海面境界条件
  • Mellor and Blumberg (2004)
    • 砕波による乱流渦エネルギー供給を考慮、夏の温度躍層が浅すぎる問題を解決
    • 手法：MYスキームのTKE海面注入を wave age に依存させる
• ストークス・ドリフト
  • Noh et al. (2016)
    • 目的：OGCMで混合層が浅すぎる問題への対応
    • 手法：ストークス・ドリフトの流速鉛直勾配(波浪の波数等に依存)によるTKE供給、混合長にラングミュア循環を導入 (MRI.COMへの導入例あり)
  • Saetra et al. (2007)
    • 目的：ストークス・ドリフトを台風高潮時に考慮
    • 手法：ストークス・ドリフト流(波浪エネルギーから計算)を海洋モデルに足し込む

基本的には波浪エネルギーE (x,y,波数k,波の伝播方向という4つの独立変数の関数)の時間発展を解く。

• 第2世代,2.5世代波浪モデル
  • UKMOでテストしたが、性能に難あり。
  • 波高はあうが、スペクトルがいまいち
• 第3世代波浪モデル: 波浪の波数間相互作用を直接に解く？
  • 一般に計算コストが高い。海洋モデルとのオンライン結合を目的とする場合は、特別な考慮が必要。
  • DIA離散相互作用近似が発展中
  • 外洋: WAM、本庁波浪モデル(大気モデルとはSCup結合が可能)
  • 沿岸: SWAN (Booij et al. 1999) 時間積分を陰解法で解く
• その他?
  • Donelan et al. (2012) 海洋モデルの風応力にフォーカスした低計算コストのモデル？

本庁波浪モデルの出力(成分ごと)を読み込んで上記「インパクト」の要素を計算する。

SCupを利用してMPMDで海洋モデルと波浪モデルを走らせる

• 本庁波浪モデルは波浪自体が対象。海洋モデルとの結合を目的とした場合だと、かなりの調整が必要。
• SCup結合を行うために、波浪モデルのソースコードを修正しなくてはならない。
  • 外部の波浪モデルを導入する場合でも、バージョンの追随や修正部分のメンテナンスなど、維持管理を行う必要あり。
• MRI.COM src/wave_scup/ にコード案あり(辻野さん作成)

NAMELIST_SCUP例

&nam_scup_pre model_put='GLOBAL' , model_get='WAVE-NP', type='INTEGER' /	
&nam_scup_pre  var_put='IMAX_OGCM' ,  var_get='IMAX_OGCM' /
&nam_scup_pre  var_put='JMAX_OGCM' ,  var_get='JMAX_OGCM' /

&nam_scup_pre model_put='GLOBAL' , model_get='WAVE-NP', type='REAL8' /
&nam_scup_pre  var_put='ALONTO'   ,  var_get='ALONTC' /
&nam_scup_pre  var_put='ALATTO'   ,  var_get='ALATTC' /
&nam_scup_pre  var_put='ALONUO'   ,  var_get='ALONUC' /
&nam_scup_pre  var_put='ALATUO'   ,  var_get='ALATUC' /

&nam_scup iverbose = 1 /

&nam_scup model_put='WAVE-NP'    , model_get='GLOBAL'     ,
          comp_put =' '          , comp_get =' '          ,
          grid_put ='WAVE2D_UV'  , grid_get ='OGCM2D_TS_A',
          fl_remap='../data-remap/file_rmp_wu2ot_surf.d' /
&nam_scup  var_put='WHGT_W'   ,  var_get='WHGT_S'   , intvl=-1, lag=0, flag='SNP' /
&nam_scup  var_put='WAGE_W'   ,  var_get='WAGE_S'   , intvl=-1, lag=0, flag='SNP' /

&nam_scup model_put='GLOBAL'   , model_get='WAVE-NP'  ,
          comp_put =' '              , comp_get =' '         ,
          grid_put ='OGCM2D_TS_C'    , grid_get ='WAVE2D_UV' ,
          fl_remap='../data-remap/file_rmp_ot2wu_surf.d' /
&nam_scup  var_put='SLPRS_S'    ,  var_get='SLPRS_W'  , intvl=-1, lag=0, flag='SNP' /

&nam_scup model_put='GLOBAL'   , model_get='WAVE-NP'  ,
          comp_put =' '              , comp_get =' '         ,
          grid_put ='OGCM2D_UV_C'    , grid_get ='WAVE2D_UV' ,
          fl_remap='../data-remap/file_rmp_ou2wu_surf.d' /
&nam_scup  var_put='FRVLA_S' ,  var_get='FRVLA_W' , intvl=-1, lag=0, flag='SNP' /

&nam_scup model_put='GLOBAL'   , model_get='WAVE-NP'  ,
          comp_put =' '              , comp_get =' '         ,
          grid_put ='OGCM2D_UV_C'    , grid_get ='WAVE2D_UV' ,
          fl_remap='../data-remap/file_rmp_ou2wu_surf.d' /
&nam_scup  var_put_vec='UVM10M_S' ,  var_get_vec='UVM10M_W' , intvl=-1, lag=0, flag='SNP' /
&nam_scup  var_put_vec='UVMSFC_S' ,  var_get_vec='UVMSFC_W' , intvl=-1, lag=0, flag='SNP' /