プレスリリース

「京」を使い世界最大規模の全球大気アンサンブルデータ同化に成功

プレスリリース

「京」を使い世界最大規模の全球大気アンサンブルデータ同化に成功
-天気予報シミュレーションの高精度化に貢献-

2014年7月23日
独立行政法人理化学研究所
独立行政法人科学技術振興機構

ポイント

・10,240個という世界最大規模の全球大気アンサンブルデータ同化を実現
・理化学研究所が開発した「EigenExa」を活用し、計算を大幅に高速化
・気象観測の影響が瞬時に1万km規模に及ぶ可能性を解明

要旨

理化学研究所(理研、野依良治理事長)は、天気予報シミュレーションの高精度化を目指し、スーパーコンピュータ「京」を使って、10,240個のアンサンブルで3週間分という世界最大規模の「全球大気のアンサンブルデータ同化」に成功しました。必要とされる計算量は、これまでの100個程度のアンサンブルを使った場合に比べて100万倍という大規模なものになります。これは、理研計算科学研究機構(平尾公彦機構長)データ同化研究チームの三好建正チームリーダーと、近藤圭一特別研究員、および大規模並列数値計算技術研究チームの今村俊幸チームリーダーの研究グループによる成果です。

スーパーコンピュータを使った天気予報を行う方法の1つに「アンサンブル予報」があります。アンサンブル予報は、風や気温などの時間変化を物理学の法則に基づきコンピュータで計算して将来の大気の状態を予測するシミュレーションを、並行して複数実行し、同等に確からしい「パラレルワールド(並行世界)」を作ります。この平均やばらつきから、確率的な天気予報を行います。

「アンサンブルデータ同化」は、アンサンブル予報で作られたパラレルワールドに実測データを加え、すべてのパラレルワールドを誤差の範囲内に制御します。これまでのアンサンブルデータ同化では、100個程度以下のアンサンブル(パラレルワールドの数)を用いていましたが、今回、これを世界最大規模の10,240個に増やし、アンサンブルデータ同化の計算を約8倍高速化、理論ピーク性能比44%超という極めて高い実行効率を達成することで、全球大気のアンサンブルデータ同化を3週間分実行することに成功しました。これまでは観測の影響を2,000~3,000 kmに限定する必要がありましたが、今回の成果により、例えば日本から1万km遠方の観測データが、瞬時に日本の大気状態の推定精度を向上する可能性が明らかとなり、天気予報シミュレーションの改善に貢献することが期待されます。

本研究成果は、米国の科学雑誌『Geophysical Research Letters』(8月15日第41号)に掲載されるに先立ち、オンライン版(7月24日付け:日本時間7月25日)に掲載予定です。

※アンサンブルとは、フランス語で「一緒に」「一揃い、全体」という意味。

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