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圧力方程式における熱膨張項の見積り (非断熱加熱の項のみ, 地表面フラックスも考慮)

めも

何か間違えたかも...

計算の概要

このページでは, deepconv で -1.0 K day-1 の一様冷却計算を行ったときの, deepconv 定式化マニュアル の (A.46) における熱膨張項の水平平均値を見積もる. ただしここでは, 非断熱加熱の項のみを見る. また, この式の右辺中括弧前にある分数の分母の ρ を含まないものが正しい式であり(そうしないと左辺と次元が合わない), このページでもその結果をもとに計算を行っている.

実験設定

基本方針は, Nakajima and Matsuno (1988) に近い条件での計算.

• モデル: deepconv / arare5
  • 無印
  • 基本場の圧力を用いて地表面フラックスを計算
  • 熱膨張項あり
  • 熱膨張項あり, 基本場の圧力を用いて地表面フラックスを計算
  • 移流
    • 準圧縮方程式系
  • 乱流混合
    • 1.5 次クロージャ―
    • バルク法による下部境界フラックス
      • バルク係数 1.5d-3
      • 風速のかさ上げ 3 m/s
  • 温かい雨のパラメタリゼーション
  • 摩擦層
    • z > 25 km に適用
• 領域: 2 次元
  • 水平 256 km
  • 鉛直 48 km
• 格子間隔
  • 水平 1000 m
  • 鉛直 300 m
• 下部境界
  • 温度 302 K (固定)
• 大気組成
  • 乾燥成分 : N2 (空気ではない)
  • 凝結成分 : H2O
• 熱強制
  • -1 K/day for z<= 10 km
  • 0 K/day for z>= 15 km
  • 10 km < z < 15 km では線形でつなぐ
• 温かい雨のパラメタリゼーション
  • 雲水から雨水への変換の閾値 q_{cr} = 1e-3
• 積分時間
  • 50 日
• タイムステップ
  • 長いタイムステップ: 2 sec
  • 短いタイムステップ: 1 sec

計算に用いたスクリプト

• 熱膨張項を計算して netCDF に出力するスクリプト
  • makenetCDF_xzt_thermalexpansionterm-dthetadt-plussfcmassflux.rb
    • 同じディレクトリに thermal-moist_PTempCond.nc, thermal-moist_PTempDisp.nc, thermal-moist_PTempRad.nc, thermal-moist_PTempTurb.nc, thermal-moist_SfcHeatFlux.nc, thermal-moist_restart.nc を置いて実行すること.
• 描画スクリプト
  • draw_ctl_iroiro.rb: 親スクリプト
  • draw_tz_thermalexpansionterm-dthetadt.rb: 子スクリプト

計算結果

基本場の圧力を用いて地表面フラックスを計算	t=0-5 日	t=5-10 日	t=10-15 日	t=15-20 日	t=20-25 日	t=25-30 日	t=30-35 日	t=35-40 日	t=40-45 日	t=45-50 日
熱膨張項あり・基本場の圧力を用いて地表面フラックスを計算	t=0-5 日	t=5-10 日	t=10-15 日	t=15-20 日	t=20-25 日	t=25-30 日	t=30-35 日	t=35-40 日	t=40-45 日	t=45-50 日