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2005.04.05

オーロラを計算機でシミュレーション

毎日新聞より「オーロラ:世界初、スパコン上に再現 海洋研究開発機構

海洋研究開発機構(神奈川県横須賀市)が、コンピューター上でオーロラを再現することに世界で初めて成功した。世界最高レベルの性能を持つスーパーコンピューター「地球シミュレータ」を使い、新たな手法で膨大な数値計算を処理した。災害予測などにも応用できるという。
計算機でシミュレートしたオーロラオーロラは太陽風に含まれる荷電粒子が大気中の酸素や窒素の原子と衝突して発光する現象です。このオーロラを計算機でシミュレートするためには、太陽からひらいする電子などを地球の磁力線がとらえ地球に引き込む様子を計算するための10万キロ単位の格子での計算と大気と電子が衝突する数センチ単位での計算が必要になります。

地球を数センチ単位で格子に分割して計算するには地球シミュレータが何個あってっも足りません。現在のコンピュータの性能では不可能です。

そこで今回用いられたのは、連結階層シミュレーションという手法。これはコンピュータを大きな部分を計算するマクロ層と、小さな単位を計算するミクロ層に分け、相互の計算結果をやりとりしながら計算させる手法です。

これにより太陽からの荷電粒子が地球の磁場につかまり加速して酸素分子や窒素分子に衝突する様子を再現することができました。ミクロの計算も行っているため、どの分子に衝突するかで決まるオーロラの色も再現できたようです。

同機構地球シミュレータセンターの佐藤哲也センター長は「従来の方法では、オーロラ再現の計算には何十年もかかるが、今回は1時間でできた。地球環境のシミュレーションでは、精度を現在の1億倍に上げることも可能なので、気象や災害などの予測で、より現実に近いシミュレーションができるようになる」と話す。
降水量のシミュレーションなどでも、水蒸気から雲が生じる過程を再現するにはミクロな計算が必要になります。この手法が確立されれば降水量のシミュレーションなどもきっちりとできるようになるでしょう。

<参考>海洋研究開発機構

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