鉛直一次元放射計算 2
モデルを簡単に解説し, 大気構造の変更方法を説明する.
計算条件の変更
モデルで放射フラックスを計算する条件は下の手順で設定する.
- 鉛直層の設定
- 入射放射フラックスと惑星表面アルベドの設定
- 大気構造の設定
上記は src/main/rad1d_main.f90 内の subroutine Rad1DMainInit の下の部分で設定する.
鉛直層の設定
鉛直層と変数の配置
モデルの鉛直層と変数配置は下のようになっている. 以下では, 鉛直層数と鉛直層境界面を設定する. 鉛直層中心面は鉛直層境界面から生成される.
=== 層境界面 [r 点]
--- 層中心面 [z 点]
モデル上端 ===================== r_Press(kmax)
--------------------- z_Press(kmax)
===================== r_Press(kmax-1)
...
=====================
--------------------- z_Press(2)
===================== r_Press(1)
--------------------- z_Press(1)
惑星表面 ===================== r_Press(0)=Ps
鉛直層数の設定
まず鉛直層数を下の部分で設定する.
!= 格子点数設定 ! ! 鉛直層数 [z 点の数; r 点の数は +1] kmax_set = 20 call GridSetInit( kmax_set )
鉛直層境界面の設定
次に鉛直層境界面を下の部分で設定する.
! 惑星表面圧力 ! Ps = 1.0d5 ! 鉛直層境界面 ! r_Press(0) = Ps do k = 1, kmax r_Press(k) = r_Press(k-1) * exp( - 0.2d0 ) end do
上の例では, 層の厚さは 1/5 = 0.2 スケールハイトである.
それぞれの変数は下の意味である.
- Ps : 惑星表面圧力 (Pa)
- r_Press : 鉛直層境界面の圧力 (Pa)
- なお, z_Press は鉛直層中心面の圧力 (Pa) である.
入射放射フラックスと惑星表面アルベドの設定
下の部分で設定する.
! 太陽放射フラックス, アルベドの設定 ! SolarConst = 1360.0d0 CosSZA = cos( 30.0d0*PI/180.0d0 ) SurfAlbedo = 0.2d0
それぞれの変数は下の意味である.
- SolarConst : 大気上端における入射放射フラックス (W m-2)
- CosSZA : 太陽天頂角の余弦 (1)
- SurfAlbedo : 惑星表面アルベド (1)
大気構造の設定
下の部分で設定する.
! 大気構造 ! Case 5 of Ellingson et al. (1991) (E91) ! Ellingson et al. (1991), JGR, 96, 8929. ! Case 5 : Isothermal atmosphere 300 K, CO2 only 300 ppmv ! SurfTemp = 300.0d0 z_Temp = 300.0d0 z_QH2OVap = 0.0d0 z_QO3 = 0.0d0 * 48.0d-3/28.0d-3 ! Values at 2000 in CMIP5 recommendation, PRE2005_MIDYR_CONC.DAT ! CO2 : 369.0d-6 ! N2O : 316.0d-9 ! CH4 : 1751.0d-9 z_QCO2 = 300.0d-6 * 44.0d-3/28.0d-3 z_QN2O = 0.0d0 * 44.0d-3/28.0d-3 z_QCH4 = 0.0d0 * 16.0d-3/28.0d-3
各変数は下のような意味である.
- SurfTemp : 惑星表面温度 (K)
- z_Temp : 大気温度 (鉛直層中心面 (z 点) の温度) (K)
- z_QH2OVap : 比湿 (1)
- z_QO3 : O3 (質量)混合比 (O3 の密度/大気の密度) (1)
- z_QCO2 : CO2 (質量)混合比 (CO2 の密度/大気の密度) (1)
- z_QN2O : N2O (質量)混合比 (N2O の密度/大気の密度) (1)
- z_QCH4 : CH4 (質量)混合比 (CH4 の密度/大気の密度) (1)
計算条件を変更した実験
上記の情報を元に, 大気構造を変更して放射フラックスを計算してみると良い.