[A-AS08] 高性能計算で拓く気象・気候・環境科学

[AAS08-03] 気象・気候変動デジタルツインの開発に向けて

*中野 満寿男¹、川畑 拓矢^3,2、小玉 知央¹、松岡 大祐¹、宮川 知己⁴、三好 建正⁵、八代 尚⁶ (1.海洋研究開発機構、2.気象業務支援センター、3.気象研究所、4.東京大学大気海洋研究所、5.理化学研究所計算科学研究センター、6.国立環境研究所)

キーワード：デジタルツイン、地球温暖化

地球温暖化の進行により、気象災害が激甚化しかつ頻発している。このため避難行動や防災・減災のための意思決定の高度化・迅速化が求められている。また、持続可能な社会経済の発展のため、適応策・緩和策を打ち出すことが行政レベルだけでなく、企業や個々人にも求められている。このため今日明日に差し迫った気象災害から、季節、数10年－100年スケールの気候変動や候変化に伴うリスクまで、高精度に予測し、その結果を避難行動や企業経営戦略など様々なレベルで活用できる気象・気候変動デジタルツインの構築が求められる。
気象・気候変動デジタルツインはリアル空間をサイバー空間に再現するデータ同化技術・気象気候モデルと、それらの出力結果を処理・加工し意思決定に活用するデータプラットフォームからなる。このようなデジタルツインの開発について、世界気候研究計画は2028年までの10カ年のLighthouse activityの一つとして、地球システムを仮想空間に写し取ったデジタルツインの開発を目指すDigital　Earthsを設定し、開発を後押ししている。欧州、米国ではDestination Earthイニシアチブを始めとした複数のプロジェクトが立ち上がり、全球のデジタルツインの構築を推進している。
日本においては、豪雨の源となる大量の水蒸気が流入しやすく、空間スケールの小さい線状降水帯などによる集中豪雨が発生しやすいこと、世界で最も熱帯低気圧の発生が多い北西太平洋に位置すること、日本列島が急峻な地形で成り立っていることなどにより、気象災害が頻発しやすい地理的特徴がある。このため、全球的な地球環境だけでなく、さらに高解像度で日本付近に特化した気象防災デジタルツインの構築も日本独自の取り組みとして求められている。
このようなデジタルツインの構築にはHPCが不可欠である。本講演ではスーパーコンピュータ「富岳」や富岳NEXT時代のHPC環境を見据えた気象・気候変動デジタルツインの開発構想とそのための課題などについて議論する。