Odaka et al. (1998) の計算

arare3m を用いて Odaka et al. (1998) の計算を行った. ただし格子点間隔は水平鉛直ともに 200 m (Odaka et al. (1998) の 2 倍), 水平領域幅を 25.6 km (Odaka et al. (1998) の半分)としている. 計算モデル時間は 6 時間である.

今までのプログラムと比べて異なる点は 乱流拡散係数の計算部分で, 浮力に伴う乱流拡散係数の変化を計算する際, 基本場の温位の勾配を考慮するようにしたことである. この修正に伴い, 2005-09-17など で示されている, 基本場の温位の拡散を考慮すると温位分布が 階段状になるという問題が解決された.

計算設定

ソースプログラム arare3m-20051005
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 12 時間
時間ステップ 長い: 3 秒, 短い: 0.3 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

計算結果


温位の初期分布

arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTempInit.png



温位の水平平均値の時間変化

温位変化の寄与

arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTempProf.png
右から順に t = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 hr.


arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTempTend.png
t = 11--12 hr の平均値. 黒: 合計, 赤: 移流, 青: 拡散, 緑: 放射, 水色: 散逸.


温移(水平平均値からのずれ)


arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTemp-t0.png
t = 0


arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTemp-t7200.png
t = 2 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTemp-t14400.png
t = 4 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-PotTemp-t21600.png
t = 6 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-PotTemp-t28800.png
t = 8 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-PotTemp-t36000.png
t = 10 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-PotTemp-t43200.png
t = 12 hr


水平速度


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelX-t0.png
t = 0


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelX-t7200.png
t = 2 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelX-t14400.png
t = 4 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelX-t21600.png
t = 6 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-VelX-t28800.png
t = 8 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-VelX-t36000.png
t = 10 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-VelX-t43200.png
t = 12 hr



鉛直速度< hr/>


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelZ-t0.png
t = 0


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelZ-t7200.png
t = 2 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelZ-t14400.png
t = 4 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-VelZ-t21600.png
t = 6 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-VelZ-t28800.png
t = 8 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-VelZ-t36000.png
t = 10 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-VelZ-t43200.png
t = 12 hr



乱流拡散係数(熱)


arare-odaka1998-dx200-20051008-Kh-t0.png
t = 0


arare-odaka1998-dx200-20051008-Kh-t7200.png
t = 2 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-Kh-t14400.png
t = 4 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-Kh-t21600.png
t = 6 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-Kh-t28800.png
t = 8 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-Kh-t36000.png
t = 10 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-Kh-t43200.png
t = 12 hr



乱流拡散係数(運動量)


arare-odaka1998-dx200-20051008-Km-t0.png
t = 0


arare-odaka1998-dx200-20051008-Km-t7200.png
t = 2 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-Km-t14400.png
t = 4 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-Km-t21600.png
t = 6 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-Km-t28800.png
t = 8 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-Km-t36000.png
t = 10 hr


arare-odaka1998-dx200-20051008-2-Km-t43200.png
t = 12 hr


全質量

arare-odaka1998-dx200-20051008-MassTotal.png



全運動エネルギー

全ポテンシャルエネルギー

arare-odaka1998-dx200-20051008-KineticEnergyTotal.png
t = 0--6 hr のみ


arare-odaka1998-dx200-20051008-PotentialEnergyTotal.png
t = 0--6 hr のみ

   

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