DCPAM: Held and Suarez(1994): T42L20

下記の環境, およびパラメータで Held and Suarez (1994) 実験を行った結果を記す。

実験環境

システム (uname -a)

Linux leaf.ep.sci.hokudai.ac.jp 2.4.20-31.9smp #1 SMP Tue Apr 13 17:40:10 EDT 2004 i686 i686 i386 GNU/Linux

コンパイラ

Fujitsu Fortran Compiler バージョン 5.0

コンパイラオプション

-Am -Kfast -E fitu (モジュール読み込み, 自動高速化, ループ化などの表示)

実行時間等に関する情報

nc/clock.txt

実験設定

プログラムソース

dcpam2 (2005/02/14)

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])

時間間隔

240.0 [s]

積分時間

1250 [day]

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 (Asselin (1972) のフィルター係数 : 0.05)

空間解像度

東西格子点数 : 128
南北格子点数 : 64
鉛直格子点数 : 20

最大波数

惑星半径

6.371e+6 [m]

回転角速度

7.292e-5 [1/s]

重力加速度

9.8 [m/s^2]

大気定圧比熱

1004.6 [J K^-1 kg^-1]

大気気体定数

287.04 [J K^-1 kg^-1]

最大波数に対する e-folding time

8640.0 [s]

超粘性の次数

基本場の温度

温度一様(300.00 [K])

基本場の気圧

気圧一様(1000.00 [hPa])

参考文献

Arakawa, A., Suarez, M. J., 1983: Vertical differencing of the primitive equations in sigma coordinates. Mon. Wea. Rev., 111, 34--35.

Asselin, R. A., 1972: Frequency filter for time integrations. Mon. Wea. Rev., 100, 487--490.

Held, I. M., and Suarez, M. J., 1994: A proposal for the intercomparison of the dynamical cores of atmospheric general circuation models. Bull. Am. Meteor. Soc., 75 , 1825--1830.

結果

東西風
result_vlon.nc

VelLon_DayMean200-1250_LonMean.png

200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均東西風。 Held and Suarez(1994) で示される T63 の結果とかなり近い結果が出ている。

VelLon_Day200-1250_LonMean_Sigma0.2.png

帯状平均東西風の日変化。σ = 0.2。東西ジェットの最大値の軸が南北の移動していることが分かる、詳細な解析はおこなっていないが、平均的すれば南北対象であることは左の図からわかる。

南北風
result_vlat.nc

鉛直風
result_sigmahalf.nc

温度
result_temp.nc

VelLat_DayMean200-1250_LonMean.png

200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均南北風。

VelSigma_DayMean200-1250_LonMean.png

200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均鉛直風。 σ = 1 が地上、σ = 0 が大気上端なので、 σ > 0 は下降流、 σ < 0 は上昇流である。

Temp_DayMean200-1250_LonMean.png

200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均温度。

解像度 T42L20：初期値温度場 300K の場合

概要

実験環境

実験設定

参考文献

結果

東西風 result_vlon.nc
VelLon_DayMean200-1250_LonMean.png 200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均東西風。 Held and Suarez(1994) で示される T63 の結果とかなり近い結果が出ている。	VelLon_Day200-1250_LonMean_Sigma0.2.png 帯状平均東西風の日変化。σ = 0.2。東西ジェットの最大値の軸が南北の移動していることが分かる、詳細な解析はおこなっていないが、平均的すれば南北対象であることは左の図からわかる。
南北風 result_vlat.nc	鉛直風 result_sigmahalf.nc	温度 result_temp.nc
VelLat_DayMean200-1250_LonMean.png 200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均南北風。	VelSigma_DayMean200-1250_LonMean.png 200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均鉛直風。 σ = 1 が地上、σ = 0 が大気上端なので、 σ > 0 は下降流、 σ < 0 は上昇流である。	Temp_DayMean200-1250_LonMean.png 200 日目から 1250 日目までを平均した、帯状平均温度。