地球大気設定の計算結果

標準実験設定

解像度
- 格子点数 (経度方向): 512
- 格子点数 (緯度方向): 256
- 三角切断波数: 170
初期条件
- 速度場: 静止状態
- 流体層の厚さ: 一定
惑星パラメータ (地球に相当)
- (低減) 重力加速度: 9.8 m/s2
- 自転角速度: 7.292 × 10^{-5} 1/s
- 惑星半径: 6.371 × 10^6 m
強制
- 中心緯度 lat0 = 0^{\circ}
- 緯度方向の幅 dLat = 20^{\circ}
- 振幅 S0 = 1.0 × 10^{-3}
- 波数 m = 2 (東西方向)
散逸
- 放射時定数 = 5 日
- 摩擦時定数 = 5 日
- 超粘性係数 = 1.0 × 10^{23}
  - 波数 85, 42 の波に対してそれぞれ約 20 日, 1300 日の時定数で効く

標準実験結果 (Showman and Polvani 2010 の再現結果)

Showman and Polvani (2010) はこちら

ケース 1 (項 R がない場合: Matusno-Gill モデルに相当)

ケース 2 (項 R がある場合)

結果

比較実験結果 (一つのパラメータを変更した場合)

自転角速度を変更した場合 (R あり)

自転角速度: 2^7 倍
自転角速度: 2^6 倍
自転角速度: 2^5 倍
自転角速度: 2^4 倍
自転角速度: 2^3 倍
自転角速度: 2^2 倍
自転角速度: 2^1 倍
自転角速度: 2^{-1} 倍
自転角速度: 2^{-2} 倍
自転角速度: 2^{-3} 倍
自転角速度: 2^{-4} 倍
自転角速度: 2^{-5} 倍
自転角速度: 2^{-6} 倍
自転角速度: 2^{-7} 倍
メモ
- Omg = Omg_e * 2^5 以上の場合, 発散する
  - Omg = Omg_e * 2^5: 超粘性係数を 10^{25} とした
  - Omg = Omg_e * 2^6, Omg_e * 2^7: 超粘性係数を 10^{26}, dt = 5 [s] とした

惑星半径を変更した場合 (R あり)

強制の中心緯度を変更した場合

R = 0 の場合
- 中心緯度: 10^{\circ}
R ありの場合
- 中心緯度: 10^{\circ}

強制の幅を変更した場合 (R あり)

強制の振幅を変更した場合 (R あり)

振幅: 1.0 × 10^{-7}, 動画
振幅: 1.0 × 10^{-5}, 動画
振幅: 2.0 × 10^{-3}
振幅: 4.0 × 10^{-3}
メモ
- 強制振幅が小さい場合, 高気圧低気圧の非対称性が無くなっているように見える
  - 非線形性がこの非対称性に関係がある?

強制波数を変更した場合 (R あり)

放射時定数時定数を変更した場合 (R あり)

摩擦時定数を変更した場合 (R あり)

摩擦時定数を変更した場合 (R=0)

複数のパラメータを変更した場合

放射時定数 1 日, 摩擦時定数 1000 日, 強制振幅: 4.0 × 10^{-3}
- 但し, このケースは積分時間が足りていない

予備実験結果 (Q の正負によらず運動量 hu が保存する場合)

標準実験設定

結果

摩擦時定数を変更した場合*

参考文献