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MPDATA 移流スキームの実装実験

水谷 文彦(名古屋大学)
2002 年 8 月 28 日
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はじめに:一次精度上流差分


MPDATA の考え方


実装実験の設定


計算結果: 一次精度上流差分
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  • 数値拡散が大きいため, 高度 3 km 付近に置いた安定成層を突き抜ける噴煙が少ない.
  • かなとこ雲が再現できない


計算結果: MPDATA
  • アニメーションはこちら
  • 数値拡散が抑制されるようになったため, かなとこ雲が再現できるようになった
  • 計算コストの増加はほとんどない.


雲水の計算方法: Kessler (1969)の暖かい雨のバルクパラメタリゼーション.


まとめ


参考文献
  • Berry, E. X., 1968: Modification of the warm rain process. Preprints 1st Not. Conf. Weather Modification, Albany, Amer. Meteor. Soc., 81-88.
  • Kessler, E., 1969: On the Distribution and Continuity of Water Substance in Atmospheric Circulation. Meteor. Monogr., 32, Amer. Meteor. Soc., 84pp.
  • Marshall, J. S., Palmer, W. McK, 1948: The distribution of raindrops with size. J. Meteor., 5, 165-166.
  • Nakajima, K., 1994: Direct numerical experiments on the large-scale organizations of cumulus convection., (in Japanese) 124p. Ph.D. Thesis, University of Tokyo.
  • 小高 正嗣 1998: 移流方程式の差分解法 MPDATA, 地球流体電脳倶楽部, http://www.gfd-dennou.org/arch/comptech/mpdata/doc-html/mpdatam.html
  • Ogura, Y., Phillips, N. A., 1962: Scale analysis of deep and shallow convection in the atmosphere. J. Atmos. Sci., 19, 173-179.
  • Smolarkiewicz, P. K., 1983: A Simple Positive Definite Advection Scheme with Small Implicit Diffusion. Mon. Wea. Rev., 111, 479-486.
  • Smolarkiewicz, P. K., 1984: A Fully Multidimensional Positive Definite Advection Transport Algorithm with Small Implicit Diffusion. J. Comput. Phys., 54, 325-362.
  • Smolarkiewicz, P. K. and Clark, T. L., 1986: The Multidimensional Positive Definite Advection Transport Algorithm: Further Development and Applications. J. Comput. Phys., 67, 396-438.


Odaka Masatsugu 2002-08-28