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航空代替燃料を燃料とする航空機排気による飛行機雲形成ならびに飛行機由来雲の気候影響に関する数値解析

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2025年2月~2026年1月)

報告書番号: R25JDA201C35

利用分野: 航空技術

PDF(準備中)

  • 責任者: 神田淳, 航空技術部門航空プログラムディレクタ
  • 問い合せ先: 航空技術部門 航空基盤技術統括付 岡井敬一(okai.keiichi@jaxa.jp)
  • メンバ: 岡井 敬一, 田所 拓馬, 甘利駿, Erbesdobler Jonas Andreas, 中谷辰爾

事業概要

本研究は, 航空機由来の温暖化効果として二酸化炭素影響をしのぐと予測されている飛行機雲に起因する気候影響の効果を, SAFや水素といった航空代替燃料適用時に燃料性状の影響を踏まえ解析評価するものである.

参照URL

なし

JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点

大規模な地球全域計算に加え, 気象影響に飛行機雲起因の雲の微物理過程を加えた計算を行うことで計算規模が大きくなるため.

今年度の成果

ジェット燃料使用時の飛行機雲による放射強制力評価をベースとし, SAFや水素などの代替燃料を燃焼した場合の排気特性の違いが放射強制力に及ぼす影響の調査を進めている. 代替燃料使用時の場合の飛行機雲のモデル化ならびに検証を進めることと並行して, 本研究と同じく大気モデルCommunity Atmosphere Model version 6 (CAM 6) を用いた飛行機雲の有効放射強制力(Effective Radiative Forcing, ERF)評価を行っている先行研究と種々の条件を同一にし, 1年間分の計算を実施した. その結果, 先行研究とほぼ同様の年平均ERF分布を得ることができた(図1). また, ERFの全球での月平均値についても先行研究と同様の季節変動を計算により再現することができた(図2). 本成果が得られたことにより, 手法に変更を加えた計算(例えば大気モデル中の飛行機雲形成に関するモデルを一部改良する, あるいは燃料種や巡航高度といったパラメータを変更したシナリオを想定する場合の計算)の結果の妥当性を示し, 結果の考察・議論を行う土台が整ったと考えている.

Annual Report Figures for 2025

図1: 2019年の飛行機雲による有効放射強制力の年平均値の評価結果.

 

Annual Report Figures for 2025

図2: 2019年の飛行機雲による有効放射強制力の月平均値の変動.

 

成果の公表

-口頭発表

田所拓馬, 吉田凌大, 尾身興一, 岡井敬一, 中谷辰爾, 津江光洋. HEFAを使用した航空機のすす排出が飛行機雲の放射強制力に及ぼす影響に関するCAM6を用いた数値的研究. 第63回飛行機シンポジウム, 沖縄, 2025年10月.

JSS利用状況

計算情報

  • プロセス並列手法: MPI
  • スレッド並列手法: 非該当
  • プロセス並列数: 720
  • 1ケースあたりの経過時間: 24 時間

JSS3利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 0.28

 

内訳

JSS3のシステム構成や主要な仕様は、JSS3のシステム構成をご覧下さい。

計算資源
計算システム名 CPU利用量(コア・時) 資源の利用割合※2(%)
TOKI-SORA 0.00 0.00
TOKI-ST 2399663.58 2.48
TOKI-GP 0.00 0.00
TOKI-XM 0.00 0.00
TOKI-LM 1394.37 0.11
TOKI-TST 7797.41 0.13
TOKI-TGP 0.00 0.00
TOKI-TLM 0.00 0.00

 

ファイルシステム資源
ファイルシステム名 ストレージ割当量(GiB) 資源の利用割合※2(%)
/home 1024.00 1.64
/data及び/data2 102400.00 0.67
/ssd 30720.00 1.87

 

アーカイバ資源
アーカイバシステム名 利用量(TiB) 資源の利用割合※2(%)
J-SPACE 1.63 0.00

※1 総資源に占める利用割合:3つの資源(計算, ファイルシステム, アーカイバ)の利用割合の加重平均.

※2 資源の利用割合:対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.

 

ISV利用量

ISVソフトウェア資源
利用量(時) 資源の利用割合※2(%)
ISVソフトウェア(合計) 0.00 0.00

※2 資源の利用割合:対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2025年2月~2026年1月)