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deepconv/arare4 での断熱線の計算

概要

deepconv において, 各凝縮成分の相平衡状態は, 計算コストの問題から, Sugiyama et al. (2006) で用いたギブス自由エネルギー最小化法 ではなく, 飽和蒸気圧と化学反応の圧平衡定数で与えることとした. 飽和蒸気圧の経験式として Briggs and Sacket (1989) より得る. NH4SH の生成反応の圧平衡定数は Lewis (1969) より得る.

Sugiyama et al. (2006) で示された静的安定度の鉛直分布 を表現できるか確認するために, 対流モデルに含まれる相平衡状態を計算するためのコード群を用いて 断熱温度減率と静的安定度の見積もりを行った. 破線は Sugiyama {it et al}. (2006) の結果である. 大気深部での温度圧力は Sugiyama et al と同じ値(2.0e6 Pa において 441.0 K)を用いた.

計算プログラム

• 平衡計算のためのプログラム
  • eccm2.f90

計算結果

木星大気組成を太陽組成(Asplund et al., 2005)の 1 倍とした時の結果を示す. 水素の比熱の温度依存性を無視したために, 断熱温度減率は最大で 25% のずれを生じる. しかし, 各凝縮成分の凝結高度と静的安定度の値のずれは小さく, 成層構造がおおむね正しく表現できることが示された.

Sugiyama et al. (2006) で用いた水素等の比熱の温度依存性は以下を参照.

• 比熱の温度依存性

計算結果一覧

temp.png 温度	dtdz.png 断熱温度勾配	stab.png 静的安定度
molfr_H2O.png モル比 (水)	molfr_NH3.png モル比 (アンモニア)	molfr_H2S.png モル比 (硫化水素)