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木星大気を想定した仮想惑星実験のための予備的実験

概要

※ 書きかけ

木星大気の 2 次元計算をおこなった Sugiyama et al. (2008) を参考に, 木星大気を想定した仮想惑星実験のための予備的実験を行った.

環境, およびパラメータは以下の通り. 結果は下記に記す.

実験環境

システム (uname -a) SUPER-UX unix 17.1 SX-8R
コンパイラ FORTRAN90/SX
依存するライブラリとバージョン
  • netCDF ver 3.6.?
  • gt4f90io ver 20080219
  • ISPACK ver 0.71
  • spml ver 0.4.2

実験設定

 
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]), 大気下端は 3.0e+6 Pa
時間間隔 10 分
積分時間 300 日
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.
    • ただし重力波の項にはセミインプリシット法を用いる. 時間フィルター (Asselin, 1972). を用いる. フィルター係数は 0.05
 
空間解像度 東西格子点数 : 64
南北格子点数 : 32
鉛直格子点数 : 24
最大波数 21
 
惑星半径 6.371e+6 [m] (地球の値)
回転角速度 7.292e-5 [s-1] (地球の値)
重力加速度 23.1 [m s-2] (Sugiyama et al (2008) より)
大気定圧比熱 11900.9264 [J K-1 kg-1] (Sugiyama et al (2008) より)
大気気体定数 3611.44466 [J K^-1 kg^-1] (Sugiyama et al (2008) より)
最大波数に対する e-folding time 10800.0 [s]
超粘性の次数 8

実行結果に関する付加情報

実験結果

  東西風速 [m s-1] 南北風速 [m s-1] 温度 [K] 比湿 [kg kg-1] 鉛直速度 [s-1] 
σ=1〜0 での
東西平均,
200〜300 日
時間平均値
 










σ=1〜0.003 での
東西平均,
200〜300 日
時間平均値
 










σ=0.003 での
200〜300 日
時間平均値
 










σ=0.003 での
東西平均, 
200〜300 日
時間平均値
 










σ=0.1 での
200〜300 日
時間平均値
 










σ=0.2 での
200〜300 日
時間平均値










降水量の全球平均値の時間変化.

温度の緯度経度平均値の時間変化.

比湿の緯度経度平均値の時間変化.

 
     
温位の緯度経度平均値の時間変化.

   
           
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