報告書番号

O14004

タイトル（和文）

高解像度気象モデルの狭域スケール拡散予測への適用性に関する検討

タイトル（英文）

Applicability of a high-resolution meso-scale meteorological model to a near-field-scale atmospheric dispersion problem

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では高解像度気象・拡散モデルの近距離拡散予測への適用性を検討した。モデルの精度検証には、当所で行われたトレーサ拡散実験の観測データを使用した。トレーサの放出高度は95 mであり、トレーサの捕集地点は煙源からの距離が400、750、1500、3000 mとなる円弧上にある。気象モデルには当所で開発したNuWFASを使用し、最小水平解像度は100mおよび300mとした。気象モデルの予測結果は、観測値とよく一致しており、解像度による違いは限定的であった。濃度場についても、解像度による差は小さかったが、大気が安定条件のときには、高解像度化により予測精度が向上することが分かった。煙軸濃度はほとんどの条件において、ファクター10の範囲内で予測が可能であった。ただし、大気が不安定な条件ではモデルが地表濃度を過大評価する傾向があり、大気が安定な条件ではモデルが地表濃度を過小評価する傾向が見られた。これは、水平方向の乱流拡散係数の予測モデルが近距離拡散予測に重要な大気安定度の影響を正確に反映できていないためであることを示した。

概要 （英文）

This study examines the feasibility of numerical simulations using a meso-scale meteorological model (NuWFAS: Numerical Weather Forecasting and Analysis System) for a near-field-scale atmospheric dispersion problem. A series of observation data from a field tracer experiment was used for the validation of the model. In the experiments, the tracer was released from a tower at a height of 95 m. The receptors were located on the arc lines with distances from the source of 400, 750, 1500, and 3000 m. The numerical simulations were implemented with two different minimum spatial resolutions of 100 m and 300 m. The meteorological fields were reproduced with a reasonable accuracy, showing the less dependency on the mesh sizes of the simulation. The dispersion fields were also less dependent on the spatial resolutions except for the stable atmospheric conditions. In stable conditions, the smaller spatial resolution leads to the higher surface concentrations due to the larger turbulent diffusions. In most cases, the predicted surface concentrations agreed with the observation within the factor of ten. However, the simulation tends to underestimate the surface concentrations in stable conditions, whereas it overestimates in unstable conditions. Our study revealed that the limitation of the model in estimating the turbulent diffusion coefficients for thermally stratified conditions is the one cause of these trends. The current model underestimates the influences of atmospheric stability, which is one of the most important factors for the near-field-scale atmospheric dispersion.

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