[地球流体電脳倶楽部] [dcmodel | dcmodel-tools] [dcmodel-thum.rb]

deepconv/arare4 : 地球大気雲対流計算(3)

中島 (1994) を参考にした設定を与え, 地球大気の雲対流計算を行う.

• 雲の併合成長過程は Berry (1968) のパラメタリゼーションを用いる.
• 計算は環境研 SX6 で行う.
• 出力ファイルを変数毎に分割したソースのテスト.

計算設定

• 計算領域
  • 水平 512 km
  • 鉛直 20 km
• 基本場の設定
  • 地表気温 300 K, 地表気圧 965 hPa
  • 温度: 0 km 〜 2 km まで等温位, それより上空は条件付き不安定, 15 km より上空では安定
    • 2 km より上空の温度分布は以下のように与える. まず乾燥断熱温度勾配に従う温度分布と湿潤断熱温度勾配に従う温度分布を 独立に計算し, 各高度でのそれぞれの温度の平均値を求め, それを初期の温度 分布とする.

    • 高度 15 km では, 双曲線関数を用いて温度分布を滑らかに Tst=220 K に近付ける. 具体的には以下のような関数を与え,

      T(Z) = T'(Z)*[1 - 0.5tanh{(Z-Ztp)/5e-3 + 1}] + Tst*0.5tanh{(Z-Ztp)/5e-3 + 1}

      ここで T'(Z) は温度の仮値, Ztp は圏界面高度(15km)である.

  • 相対湿度: 90%
  • 放射強制: -1 K/day (高度 0 〜 15 km)
  • スポンジ層: 領域の上層 5 km, 緩和時間 300 秒
  • ニュートン冷却: 水平平均温度に緩和させる冷却を全層に導入, 緩和時間 5 日
• 大気成分
  • 乾燥成分: N2
  • 凝結成分: H2O
• 解像度, 時間格子間隔, 境界条件
  • 解像度: 0.5 km (水平・鉛直とも)
    • 格子点数は 1024 x 40
  • 時間格子間隔
    • 長い時間ステップ: 4 秒
    • 短い時間ステップ: 0.4 秒 (音波に対するクーラン数は約 0.28)
  • 境界条件
    • 水平境界: 周期境界条件
    • 上下境界: 応力なし, w=0
    • 熱フラックス: バルク法, 風速は 10 m/sec 固定, バルク係数は 1.5e-3
    • 凝結成分のフラックス: バルク法, 風速は 10 m/sec 固定, バルク係数は 1.5e-3
• 初期条件
  • 高度 1 kmに, 最大 1.0 k の温度擾乱を設定.

ソースコード, 設定ファイル

• ソースコード
  • tgz
• arare.conf
• プログラム全体の実行診断結果
• プロファイラの結果

結果一覧

TempAll_meanX.png 温度の基本場(破線)と t=72000 sec での水平平均温度(実線)

PotTempAll_meanX.png 温位の基本場(破線)と t=72000 sec での水平平均温位(実線)

t=3600 sec

t=7200 sec

t=10800 sec

t=14400 sec

t=18000 sec

t=21600 sec

t=25200 sec

t=28800 sec

t=32400 sec

t=36000 sec

t=39600 sec

t=43200 sec

t=46800 sec

t=50400 sec

t=54000 sec

t=57600 sec

t=61200 sec

t=64800 sec

t=68400 sec

t=72000 sec

t=75600 sec

t=79200 sec

t=82800 sec

t=86400 sec

雲混合比

Cloud_001.png

Cloud_002.png

Cloud_003.png

Cloud_004.png

Cloud_005.png

Cloud_006.png

Cloud_007.png

Cloud_008.png

Cloud_009.png

Cloud_010.png

Cloud_011.png

Cloud_012.png

Cloud_013.png

Cloud_014.png

Cloud_015.png

Cloud_016.png

Cloud_017.png

Cloud_018.png

Cloud_019.png

Cloud_020.png

Cloud_021.png

Cloud_022.png

Cloud_023.png

Cloud_024.png

雨混合比

Rain_001.png

Rain_002.png

Rain_003.png

Rain_004.png

Rain_005.png

Rain_006.png

Rain_007.png

Rain_008.png

Rain_009.png

Rain_010.png

Rain_011.png

Rain_012.png

Rain_013.png

Rain_014.png

Rain_015.png

Rain_016.png

Rain_017.png

Rain_018.png

Rain_019.png

Rain_020.png

Rain_021.png

Rain_022.png

Rain_023.png

Rain_024.png

温位

PotTemp_001.png

PotTemp_002.png

PotTemp_003.png

PotTemp_004.png

PotTemp_005.png

PotTemp_006.png

PotTemp_007.png

PotTemp_008.png

PotTemp_009.png

PotTemp_010.png

PotTemp_011.png

PotTemp_012.png

PotTemp_013.png

PotTemp_014.png

PotTemp_015.png

PotTemp_016.png

PotTemp_017.png

PotTemp_018.png

PotTemp_019.png

PotTemp_020.png

PotTemp_021.png

PotTemp_022.png

PotTemp_023.png

PotTemp_024.png

水平風

VelX_001.png

VelX_002.png

VelX_003.png

VelX_004.png

VelX_005.png

VelX_006.png

VelX_007.png

VelX_008.png

VelX_009.png

VelX_010.png

VelX_011.png

VelX_012.png

VelX_013.png

VelX_014.png

VelX_015.png

VelX_016.png

VelX_017.png

VelX_018.png

VelX_019.png

VelX_020.png

VelX_021.png

VelX_022.png

VelX_023.png

VelX_024.png

鉛直風

VelZ_001.png

VelZ_002.png

VelZ_003.png

VelZ_004.png

VelZ_005.png

VelZ_006.png

VelZ_007.png

VelZ_008.png

VelZ_009.png

VelZ_010.png

VelZ_011.png

VelZ_012.png

VelZ_013.png

VelZ_014.png

VelZ_015.png

VelZ_016.png

VelZ_017.png

VelZ_018.png

VelZ_019.png

VelZ_020.png

VelZ_021.png

VelZ_022.png

VelZ_023.png

VelZ_024.png

乱流拡散係数

Km_001.png

Km_002.png

Km_003.png

Km_004.png

Km_005.png

Km_006.png

Km_007.png

Km_008.png

Km_009.png

Km_010.png

Km_011.png

Km_012.png

Km_013.png

Km_014.png

Km_015.png

Km_016.png

Km_017.png

Km_018.png

Km_019.png

Km_020.png

Km_021.png

Km_022.png

Km_023.png

Km_024.png