木星大気における平均的な流れ場と凝結成分の分布を数値的に求める.

放射冷却を模した熱強制を与える.
- 高度 120 km ～ 200 km において -0.1 K/day
- 現実の木星に比べ 1 桁大きい. 対流を加速させるため.
凝縮成分として H2O, NH4SH, NH3 を考慮.
- 大気深部での存在比は太陽組成の 1 倍
- 凝結高度より上で相対湿度は 75%
雲の併合成長過程として, Kessler (1969) を用いる.
- 但し, 閾値をゼロとし, 時間スケールを 100 秒とする.

計算設定

基本場の設定
- 温度分布: 0 km (30 bar) -- 200 km(0.1 bar) までは等温位, (30 bar で温度 490 K, 0.1 bar で温度 100 K), 200 km より上空では等温. 温度勾配に不連続が生じないように, 等温位領域と等温度領域の境界を双曲線関数を用いてなめらかにつなぐ. 関数形は ....
- 放射強制: 高度 120 km (3.5 bar) から高度 200 km の範囲で水平一様に -0.1 K/day の強制.
- スポンジ層: 高度 200 km より上空にレイリー摩擦とニュートン冷却, 緩和時間を 400 秒
大気成分
- 乾燥成分: H2, He
- 凝結成分: H2O, NH3, H2S
  - 大気深部での存在比は太陽組成の 1 倍
  - 凝結高度より上空では相対湿度 75%
計算領域と分解能, 時間ステップ, 境界条件
- 領域:
  - 水平 512 km,
  - 鉛直 300 km (下端で 30 bar, 上端で 0.00015 bar)
- 解像度: 水平, 鉛直ともに 2.0 km
- 時間ステップ
  - 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 0.2)
- 境界条件
  - 水平境界: 周期境界条件
  - 上下境界: 応力なし, w=0
  - 最下層の熱フラックスは拡散的に与える
    - F = Kπ(θ_1 - θ_boundary)/ 0.5 Δz (K = 800 m^2/sec)
  - 最下層の混合比は基本場の値に固定する.
    - q'_1 = 0
初期条件
- 高度 100 kmに, 最大 0.5 k の温度擾乱を乱数を用いて与える.
計算モデル時間
- 1e+6 sec (ほぼ 12 地球日)

備忘録

結果一覧

初期場の分布	BasicZ_TempBasicZ.png 温度	BasicZ_PotTempBasicZ.png 温位	BasicZ_PressBasicZ.png 圧力	BasicZ_ExnerBasicZ.png エクスナー関数	BasicZ_DensBasicZ.png 密度分布	BasicZ_VelSoundBasicZ.png 音波速度	BasicZ_H2O-gBasicZ.png H2O(g) 混合比の分布	BasicZ_H2S-gBasicZ.png H2S(g) 混合比の分布	BasicZ_NH3-gBasicZ.png NH3(g) 混合比の分布	BasicZ_EffMolWtBasicZ.png 分子量の効果
水平平均された温位と凝結成分気体の鉛直分布(時間発展)	PotTemp-mean_all.png 水平平均温位の分布. 1e+5 秒間隔のプロット.	gas-mean_H2O-g.png 水平平均 H2O(g) 混合比の分布. 1e+5 秒間隔のプロット.	gas-mean_H2S-g.png 水平平均 H2S(g) 混合比の分布. 1e+5 秒間隔のプロット.	gas-mean_NH3-g.png 水平平均 NH3(g) 混合比の分布. 1e+5 秒間隔のプロット.
水平平均された温位の鉛直分布	PotTemp-mean_t8000000.png	PotTemp-mean_t8100000.png	PotTemp-mean_t8200000.png	PotTemp-mean_t8300000.png	PotTemp-mean_t8400000.png	PotTemp-mean_t8500000.png	PotTemp-mean_t8600000.png	PotTemp-mean_t8700000.png	PotTemp-mean_t8800000.png	PotTemp-mean_t8900000.png	PotTemp-mean_t9000000.png
水平平均された凝結成分気体の鉛直分布	gas-mean_t8000000.png	gas-mean_t8100000.png	gas-mean_t8200000.png	gas-mean_t8300000.png	gas-mean_t8400000.png	gas-mean_t8500000.png	gas-mean_t8600000.png	gas-mean_t8700000.png	gas-mean_t8800000.png	gas-mean_t8900000.png	gas-mean_t9000000.png
水平平均された凝結成分気体の鉛直分布		cnd-mean_t8100000.png	cnd-mean_t8200000.png	cnd-mean_t8300000.png	cnd-mean_t8400000.png	cnd-mean_t8500000.png	cnd-mean_t8600000.png	cnd-mean_t8700000.png	cnd-mean_t8800000.png	cnd-mean_t8900000.png	cnd-mean_t9000000.png
安定度. 黒は全量, 赤は温度の寄与, 青は分子量の寄与		Zprof_Stab_t8100000.png	Zprof_Stab_t8200000.png	Zprof_Stab_t8300000.png	Zprof_Stab_t8400000.png	Zprof_Stab_t8500000.png	Zprof_Stab_t8600000.png	Zprof_Stab_t8700000.png	Zprof_Stab_t8800000.png	Zprof_Stab_t8900000.png	Zprof_Stab_t9000000.png
温位の式の各項の寄与	Zprof_PotTempTend_t8000000.png	Zprof_PotTempTend_t8100000.png	Zprof_PotTempTend_t8200000.png	Zprof_PotTempTend_t8300000.png	Zprof_PotTempTend_t8400000.png	Zprof_PotTempTend_t8500000.png	Zprof_PotTempTend_t8600000.png	Zprof_PotTempTend_t8700000.png	Zprof_PotTempTend_t8800000.png	Zprof_PotTempTend_t8900000.png	Zprof_PotTempTend_t9000000.png
温位の水平平均からのずれ	PotTemp_t8000000.png	PotTemp_t8100000.png	PotTemp_t8200000.png	PotTemp_t8300000.png	PotTemp_t8400000.png	PotTemp_t8500000.png	PotTemp_t8600000.png	PotTemp_t8700000.png	PotTemp_t8800000.png	PotTemp_t8900000.png	PotTemp_t9000000.png
水平速度	VelX_t8000000.png	VelX_t8100000.png	VelX_t8200000.png	VelX_t8300000.png	VelX_t8400000.png	VelX_t8500000.png	VelX_t8600000.png	VelX_t8700000.png	VelX_t8800000.png	VelX_t8900000.png	VelX_t9000000.png
鉛直速度	VelZ_t8000000.png	VelZ_t8100000.png	VelZ_t8200000.png	VelZ_t8300000.png	VelZ_t8400000.png	VelZ_t8500000.png	VelZ_t8600000.png	VelZ_t8700000.png	VelZ_t8800000.png	VelZ_t8900000.png	VelZ_t9000000.png
エクスナー関数	Exner_t8000000.png	Exner_t8100000.png	Exner_t8200000.png	Exner_t8300000.png	Exner_t8400000.png	Exner_t8500000.png	Exner_t8600000.png	Exner_t8700000.png	Exner_t8800000.png	Exner_t8900000.png	Exner_t9000000.png
乱流拡散係数	Km_t8000000.png	Km_t8100000.png	Km_t8200000.png	Km_t8300000.png	Km_t8400000.png	Km_t8500000.png	Km_t8600000.png	Km_t8700000.png	Km_t8800000.png	Km_t8900000.png	Km_t9000000.png
H2O(g)混合比の分布	H2O-g_lin_t8000000.png	H2O-g_lin_t8100000.png	H2O-g_lin_t8200000.png	H2O-g_lin_t8300000.png	H2O-g_lin_t8400000.png	H2O-g_lin_t8500000.png	H2O-g_lin_t8600000.png	H2O-g_lin_t8700000.png	H2O-g_lin_t8800000.png	H2O-g_lin_t8900000.png	H2O-g_lin_t9000000.png
NH3(g)混合比の分布	NH3-g_lin_t8000000.png	NH3-g_lin_t8100000.png	NH3-g_lin_t8200000.png	NH3-g_lin_t8300000.png	NH3-g_lin_t8400000.png	NH3-g_lin_t8500000.png	NH3-g_lin_t8600000.png	NH3-g_lin_t8700000.png	NH3-g_lin_t8800000.png	NH3-g_lin_t8900000.png	NH3-g_lin_t9000000.png
H2S(g)混合比の分布	H2S-g_lin_t8000000.png	H2S-g_lin_t8100000.png	H2S-g_lin_t8200000.png	H2S-g_lin_t8300000.png	H2S-g_lin_t8400000.png	H2S-g_lin_t8500000.png	H2S-g_lin_t8600000.png	H2S-g_lin_t8700000.png	H2S-g_lin_t8800000.png	H2S-g_lin_t8900000.png	H2S-g_lin_t9000000.png
H2O(s)雲の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	H2O-s-Cloud_t8000000.png	H2O-s-Cloud_t8100000.png	H2O-s-Cloud_t8200000.png	H2O-s-Cloud_t8300000.png	H2O-s-Cloud_t8400000.png	H2O-s-Cloud_t8500000.png	H2O-s-Cloud_t8600000.png	H2O-s-Cloud_t8700000.png	H2O-s-Cloud_t8800000.png	H2O-s-Cloud_t8900000.png	H2O-s-Cloud_t9000000.png
NH4SH(s)雲の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	NH4SH-s-Cloud_t8000000.png	NH4SH-s-Cloud_t8100000.png	NH4SH-s-Cloud_t8200000.png	NH4SH-s-Cloud_t8300000.png	NH4SH-s-Cloud_t8400000.png	NH4SH-s-Cloud_t8500000.png	NH4SH-s-Cloud_t8600000.png	NH4SH-s-Cloud_t8700000.png	NH4SH-s-Cloud_t8800000.png	NH4SH-s-Cloud_t8900000.png	NH4SH-s-Cloud_t9000000.png
NH3(s)雲の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	NH3-s-Cloud_t8000000.png	NH3-s-Cloud_t8100000.png	NH3-s-Cloud_t8200000.png	NH3-s-Cloud_t8300000.png	NH3-s-Cloud_t8400000.png	NH3-s-Cloud_t8500000.png	NH3-s-Cloud_t8600000.png	NH3-s-Cloud_t8700000.png	NH3-s-Cloud_t8800000.png	NH3-s-Cloud_t8900000.png	NH3-s-Cloud_t9000000.png
H2O(s)雨の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	H2O-s-Rain_t8000000.png	H2O-s-Rain_t8100000.png	H2O-s-Rain_t8200000.png	H2O-s-Rain_t8300000.png	H2O-s-Rain_t8400000.png	H2O-s-Rain_t8500000.png	H2O-s-Rain_t8600000.png	H2O-s-Rain_t8700000.png	H2O-s-Rain_t8800000.png	H2O-s-Rain_t8900000.png	H2O-s-Rain_t9000000.png
NH4SH(s)雨の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	NH4SH-s-Rain_t8000000.png	NH4SH-s-Rain_t8100000.png	NH4SH-s-Rain_t8200000.png	NH4SH-s-Rain_t8300000.png	NH4SH-s-Rain_t8400000.png	NH4SH-s-Rain_t8500000.png	NH4SH-s-Rain_t8600000.png	NH4SH-s-Rain_t8700000.png	NH4SH-s-Rain_t8800000.png	NH4SH-s-Rain_t8900000.png	NH4SH-s-Rain_t9000000.png
NH3(s)雨の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	NH3-s-Rain_t8000000.png	NH3-s-Rain_t8100000.png	NH3-s-Rain_t8200000.png	NH3-s-Rain_t8300000.png	NH3-s-Rain_t8400000.png	NH3-s-Rain_t8500000.png	NH3-s-Rain_t8600000.png	NH3-s-Rain_t8700000.png	NH3-s-Rain_t8800000.png	NH3-s-Rain_t8900000.png	NH3-s-Rain_t9000000.png
凝結性成分気体の混合比の分布	Gas_lin_t8000000.png	Gas_lin_t8100000.png	Gas_lin_t8200000.png	Gas_lin_t8300000.png	Gas_lin_t8400000.png	Gas_lin_t8500000.png	Gas_lin_t8600000.png	Gas_lin_t8700000.png	Gas_lin_t8800000.png	Gas_lin_t8900000.png	Gas_lin_t9000000.png
雲の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	Cloud_t8000000.png	Cloud_t8100000.png	Cloud_t8200000.png	Cloud_t8300000.png	Cloud_t8400000.png	Cloud_t8500000.png	Cloud_t8600000.png	Cloud_t8700000.png	Cloud_t8800000.png	Cloud_t8900000.png	Cloud_t9000000.png
雨の混合比の分布 1e-3 ～ 1e-8 までを対数的にプロット	Rain_t8000000.png	Rain_t8100000.png	Rain_t8200000.png	Rain_t8300000.png	Rain_t8400000.png	Rain_t8500000.png	Rain_t8600000.png	Rain_t8700000.png	Rain_t8800000.png	Rain_t8900000.png	Rain_t9000000.png