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odaka et al. (1998) の計算

概要

arare3m で odaka et al.(1998) の計算を行った. ただし, 格子点間隔は Odaka et al. (1998) の倍, 水平領域の幅は半分にしている. 計算モデル時間は 6 時間である.

計算設定

ソースプログラム arare3m-20050903
基本場の温度 高度 5 km 以下は温位 245 K, 高度 5 km 以上では温度 220 K
基本場の圧力 静水圧平衡 (地表面で 700 Pa)
温度の初期擾乱 最下層に最大振幅 2 K のランダムな擾乱を与える
圧力の初期擾乱 なし
風速の初期値 u = 0 m/s , w = 0 m/s
放射加熱 高度 5 km 以下で -50 K /day の一様冷却
地表面フラックス バルク法(バルク係数は熱, 運動量ともに 0.01 で一定, 地表面温度 270 K で固 定)
重力加速度 3.72 m/s2
粘性 Klemp and Wilhelmson (1978). Cm = 0.2
時間フィルタ あり (係数は 0.1)
数値粘性 あり (5.0 x 10-4)
計算領域 水平 25.6 km x 鉛直 10 km
格子点間隔 水平 200 m x 鉛直 200 m
積分時間 6 時間
時間ステップ 長い: 3 秒, 短い: 0.15 秒
境界条件 水平: 周期, 鉛直: free-slip
数値解法 水平: 陽解法, 鉛直: 陰解法

実行環境と計算時間

実行環境 PC (Intel Pentium 3 CPU 1 GHz x 2)
計算時間 約 3 時間

計算結果

時間が経つにつれて対流層の厚さが減少していく結果が得られた. 6 時間後の対流層の厚さは約 4 km となった. この傾向はは Odaka et al. (1998) および以前行った計算結果とは全く逆の傾向である. 移流による加熱の影響で対流層の厚さが低くなっているのが原因のようであるが, なぜこのようになってしまったのかはよくわからない.

温位変化

arare-odaka1998-dx200-20050903-PotTempProf.png
温位の時間変化(t = 0, 2, 4, 6 hour)

arare-odaka1998-dx200-20050903-PotTempTend.png
温位変化の寄与(黒: 全体, 赤: 移流, 青: 拡散, 緑: 放射)
温位(水平平均からのずれ)

arare-20050903-PotTemp-t7200.png
t = 2 hour

arare-20050903-PotTemp-t14400.png
t = 4 hour

arare-20050903-PotTemp-t21600.png
t = 6 hour
水平風速

arare-20050903-VelX-t7200.png
t = 2 hour

arare-20050903-VelX-t14400.png
t = 4 hour

arare-20050903-VelX-t21600.png
t = 6 hour
鉛直風速

arare-20050903-VelZ-t7200.png
t = 2 hour

arare-20050903-VelZ-t14400.png
t = 4 hour

arare-20050903-VelZ-t21600.png
t = 6 hour
乱流拡散係数 Kh

arare-20050903-Kh-t7200.png
t = 2 hour

arare-20050903-Kh-t14400.png
t = 4 hour

arare-20050903-Kh-t21600.png
t = 6 hour
乱流拡散係数 Km

arare-20050903-Km-t7200.png
t = 2 hour

arare-20050903-Km-t14400.png
t = 4 hour

arare-20050903-Km-t21600.png
t = 6 hour
     
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