同期回転惑星 (Omega=4/7Earth, T21)

概要

dcpam5 において水惑星を同期回転 (日射分布が移動しない) 状態に置いた実験を行った. 自転角速度は地球の 4/7 倍, 解像度は T21 である.

実験環境

• システム (uname -a): SUPER-UX unix 17.1 SX-8R
• コンパイラ: FORTRAN90/SX
• 依存するライブラリとバージョン
  • netCDF ver 3.6.1
  • gt4f90io ver 2008????
  • ISPACK ver 0.71
  • spml ver 0.4.?

実験設定

• プログラム:
  • dcpam5-20081123 <URL:../SR090_src/src_backup>
  • [tar.gz] <URL:../SR090_src/src_backup.tar.gz>
• NAMELIST ファイル: <URL:./archive/dcpam_ape_T21L16.nml.txt>
• 初期値
  • 東西風速: 15 × cos(φ) [m s-1]. (φ: 緯度)
  • 地表面気圧: 1.0e+5 [Pa].
  • 温度の基本場: 250 [K] に微小擾乱を与えた.
• 計算領域
  • 水平(λ,φ): 全球 (λ=[0, 360], φ=[-90, 90])
  • 鉛直(σ=p/p0): 大気下端〜上端 (σ = [0, 1])
• 境界条件
  • 水平(λ,φ) : 周期境界条件
  • 鉛直(σ) : dσ/dt = 0 (σ = 0, 1)
• 数値解法
  • 水平(λ,φ) : スペクトル法 (球面調和関数展開・三角形切断)
  • 鉛直(σ) : 差分法 (Arakawa and Suarez, 1983)
  • 時間(t) : リープフロッグスキーム.
    • ただし重力波の項にはセミインプリシット法を用いる. 時間フィルター (Asselin, 1972). を用いる. フィルター係数は 0.1
• 空間解像度
  • 経度格子点数 : 64 (5.6 度 x 5.6 度)
  • 緯度格子点数 : 32 (5.6 度 x 5.6 度)
  • 鉛直層数 : 16
• 最大波数: 21
• 積分時間: 200 日
  • 150 - 200 日を時間平均を伴う解析に使用
• 時間間隔: 8 分
• 惑星半径: 6.371e+6 [m]
• 自転角速度: 4.1555e-5 [s-1]
• 重力加速度: 9.8 [m/s^2]
• 乾燥大気定圧比熱: 1004.6 [J K^-1 kg^-1]
• 乾燥大気平均分子量: 28.964e-3 [kg mol-1]
• 乾燥大気気体定数: 287.04 [J K^-1 kg^-1]
• 最大波数に対する e-folding time: 3.0 [hours]
• 超粘性の次数: 8
• 力学過程
  • プリミティブ方程式系
• 物理過程
  • 積雲パラメタリゼーション: 湿潤対流調節 (Manabe et al., 1965)
  • 大規模凝結
  • 放射
    • 灰色放射
    • 経度 0 - 180 度に時間変化しない日射分布を与える
    • 短波を計算する時間ステップ: 8 分
    • 長波を計算する時間ステップ: 8 分
  • 地表面: SWAMP (熱容量: 0)

実行結果に関する付加情報

• 標準出力: <URL:./archive/stdout.txt>
• 標準エラー出力: <URL:./archive/stderr.txt>
• プロファイラの出力: <URL:./archive/ftrace.txt>

実験結果

Tg_anim-xy.gif 地表面温度 10 日平均の動画	Rain_anim-xy.gif 降水 10 日平均の動画	Temp_anim-xy-sigma0.5.gif 気温(sigma=0.5) 10 日平均の動画
U_anim-xy-sigma0.2.gif 東西風速(sigma=0.2) 10 日平均の動画
EVap-x0-180_timeseries-xymean.png 潜熱フラックス時系列 昼半球平均	EVap-x180-360_timeseries-xymean.png 潜熱フラックス時系列 夜半球平均	EVap_timeseries-xymean.png 潜熱フラックス時系列 全球平均
OLR-x0-180_timeseries-xymean.png OLR時系列 昼半球平均	OLR-x180-360_timeseries-xymean.png OLR時系列 夜半球平均	OLR_timeseries-xymean.png OLR時系列 全球平均
Rain-x0-180_timeseries-xymean.png 降水時系列 昼半球平均	Rain-x180-360_timeseries-xymean.png 降水時系列 夜半球平均	Rain_timeseries-xymean.png 降水時系列 全球平均
SLR-x0-180_timeseries-xymean.png SLR時系列 昼半球平均	SLR-x180-360_timeseries-xymean.png SLR時系列 夜半球平均	SLR_timeseries-xymean.png SLR時系列 全球平均
Sens-x0-180_timeseries-xymean.png 顕熱フラックス時系列 昼半球平均	Sens-x180-360_timeseries-xymean.png 顕熱フラックス時系列 夜半球平均	Sens_timeseries-xymean.png 顕熱フラックス時系列 全球平均
Tg-x0-180_timeseries-xymean.png 地表面温度時系列 昼半球平均	Tg-x180-360_timeseries-xymean.png 地表面温度時系列 夜半球平均	Tg_timeseries-xymean.png 地表面温度時系列 全球平均
flux-x0-180_timeseries-xymean.png 熱フラックス時系列 昼半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux-x180-360_timeseries-xymean.png 熱フラックス時系列 夜半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux_timeseries-xymean.png 熱フラックス時系列 全球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)
ps-x0-180_timeseries-xymean.png 地表面気圧時系列 昼半球平均	ps-x180-360_timeseries-xymean.png 地表面気圧時系列 夜半球平均	ps_timeseries-xymean.png 地表面気圧時系列 全球平均
surface-flux_y-x0-180.png 熱フラックス赤道断面 昼半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	surface-flux_y-x180-360.png 熱フラックス赤道断面 夜半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	surface-flux_y-xmean.png 熱フラックス赤道断面 全球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)
EVap_xy.png 潜熱フラックス 時間平均	OLR_xy.png OLR 時間平均	Rain_xy.png 降水 時間平均
SLR_xy.png SLR 時間平均	SSR_xy.png SSR 時間平均	Sens_xy.png 顕熱フラックス 時間平均
Tg_xy.png 地表面温度 時間平均	ps_xy.png 地表面気圧 時間平均
T_yz-x90.png 気温 経度 90 度断面	T_yz-x270.png 気温 経度 270 度断面	T_yz-xmean.png 気温 帯状平均
q_yz-x90.png 比湿 経度 90 度断面	q_yz-x270.png 比湿 経度 270 度断面	q_yz-xmean.png 比湿 帯状平均
u_yz-x90.png 東西風速 経度 90 度断面	u_yz-x270.png 東西風速 経度 270 度断面	u_yz-xmean.png 東西風速 帯状平均
v_yz-x90.png 南北風速 経度 90 度断面	v_yz-x270.png 南北風速 経度 270 度断面	v_yz-xmean.png 南北風速 帯状平均
T_xy-z0.png 気温 地表面	T_xz-y0.png 気温 赤道断面	q_xy-z0.png 比湿 地表面
SigDot_xz-y0.png 鉛直流 赤道断面	surface-flux_y0.png 熱フラックス赤道断面 時間平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	u_xz-y0.png 東西風速 赤道断面
u_xy-sigma0.5.png 東西風速 sigma=0.5 断面	v_xy-sigma0.2.png 南北風速 sigma=0.2 断面	v_xy-sigma0.5.png 南北風速 sigma=0.5 断面
T_xy-sigma0.7.png 気温 sigma=0.7 断面

考察・コメント

• (まだ何もありません)

参考文献

• Arakawa, A., Suarez, M.J., 1983: Vertical differencing of the primitive equations in sigma coordinates., Mon. Wea. Rev., 111, 34-45.
• Asselin, R., 1972: Frequency Filter for Time Integrations, Mon. Wea. Rev., 100, 487-490.
• Manabe, S., Smagorinsky, J., and Strickler, R. F., 1965: Simulated climatology of a general circulation model with a hydrologic cycle. Mon. Weather Rev., 93, 769-798.