水雲のテスト計算

概要

暖かい雨のバルク法を導入し, 水雲の発生の様子を計算する. 初期場として Klemp and Wilhelmson (1978) を模したものを与える.

暖かい雨のバルク法の定式化は基本的に Kessler(1969) に従う.
物性値としては地球大気での値を用いる (乾燥成分の分子量は 28 g/mol, 湿潤成分の分子量は 18.0 g/mol, 気体定数 189.0 J/kg/K, 重力加速度 9.8 m/s^2).
基本場の温度減率は, 高度 1.5 km までは乾燥断熱減率, 高度 1.5 km から 10 km までは条件付き不安定な温度減率 (テスト計算によって変える), 高度 10 km より上は温度減率がゼロ.
基本場の相対湿度は一定
温位の擾乱成分として, 1.5 K の擾乱を与える.
水蒸気の擾乱成分は, 温位擾乱と相対湿度に対応する水蒸気混合比を与える.
基本場の圧力は静水圧平衡.
初期の風速分布は 0.
境界条件は水平方向が cyclic, 鉛直方向が free-slip.
大気の上端 3 km はスポンジ層となっている.

高度 1.5 km から 10 km の温度減率は 6.5 k/km, 基本場の相対湿度は 0.7 で一様.
温位の擾乱に対して, 相対湿度 0.7 となるように水蒸気擾乱を与える.

高度 1.5 km から 10 km の温度減率は 6.5 k/km, 基本場の相対湿度は 0.7 で一様.
温位の擾乱に対して, 相対湿度 0.7 となるように水蒸気擾乱を与える.

2006-01-13-1	計算設定は 2006-01-10-1 と同じ. 暖かい雨のパラメタリゼーションにおいて, 雲粒密度を正に保証する計算ルーチンを全て削除した計算.
2006-01-13-2	計算設定は 2006-01-10-1 と同じ. 雲粒混合比の移流計算において, 雲粒混合比の値が正の領域を削って負の領域を埋めるという操作を行う.
2006-01-13-3	計算設定は 2006-01-10-1 と同じ. 雲粒混合比の移流計算において, 混合比の値が正の領域を削って負の領域を埋めるという操作を行う. さらに, 地表面直上の格子点での雲粒混合比の移流フラックスを強制的にゼロに設定する.
2006-01-17-1	計算設定は 2006-01-10-1 と同じ. 但し水蒸気の移流のみ扱い, 雲粒と雨粒は生成しないことにする.

2005-12-31-1	高度 1.5 km から 10 km の温度減率は 6.5 k/km, 基本場の相対湿度は 0.7 で一様. 温位の擾乱に対して, 相対湿度 0.7 となるように水蒸気擾乱を与える.
2005-12-31-2	高度 1.5 km から 10 km の温度減率は 6.5 k/km, 基本場の相対湿度は 0.7 で一様. 温位の擾乱に対して, 相対湿度 1.0 (飽和)となるように水蒸気擾乱を与える.
2005-12-31-3	高度 1.5 km から 10 km の温度減率は 8.0 k/km, 基本場の相対湿度は 0.7 で一様. 温位の擾乱に対して, 相対湿度 0.7 となるように水蒸気擾乱を与える.
2005-12-31-4	高度 1.5 km から 10 km の温度減率は 8.0 k/km, 基本場の相対湿度は 0.7 で一様. 温位の擾乱に対して, 相対湿度 1.0 (飽和)となるように水蒸気擾乱を与える.
2006-01-06-1	"2005-12-31-1" と同様の設定で, 水蒸気の移流のみ解く. 水蒸気混合比を基本場と擾乱に分けたケースと, 水蒸気混合比を全て擾乱成分とみなすケースの 2 通り実行. 明らかに水蒸気混合比の分布が違う.
2006-01-06-2	"2005-12-31-1" と同様の設定で, さらに基本場に境界条件を設定し, 水蒸気の移流のみ解く. 水蒸気混合比を基本場と擾乱に分けたケースと, 水蒸気混合比を全て擾乱成分とみなすケースの 2 通り実行. 両ケースでの水蒸気混合比の分布はほぼ一致するようになった.

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