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主成分凝結に伴う圧力変化の計算

主成分凝結計算において, 凝結と音波に関連する項のみを計算した. 凝結も音波も時間分割法の短い時間ステップで計算されており, 長い時間ステップは使われていない. 計算モデル時間は 450 秒である.

ソースプログラム arare3m-20060101で凝結と音波に関連する項の計算以外の部分を外したもの
温度 初期温度は下の図参照. 潜熱のみによって変化.
圧力 静水圧平衡 (地表面で 700 Pa). 凝結による熱膨張と大気密度変化のみによって変化
風速の初期値 なし
凝結核数密度 5.0 x 108 / kg
凝結核の半径 1.0 x 10-7 m
大気の熱伝導係数 4.8 x 10-3 W /K m
臨界過飽和度 0 %
飽和蒸気圧の計算式(Antoine の式)の係数 A = 27.4 Pa
B = 3103 K
放射加熱 なし
地表面フラックス なし
重力加速度 3.72 m/s2
粘性 なし
時間フィルタ あり (係数は 0.1)
数値粘性 あり (5.0 x 10-4)
スポンジ層 なし
計算領域 水平 10 km x 鉛直 10 km
格子点間隔 200 m
積分時間 450 秒
時間ステップ 短い: 0.5 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


DensCloud-zt-dt3.0-dtau0.5.png
z = 5000 m における雲密度の時間変化


PotTemp-zt-dt3.0-dtau0.5.png
z = 5000 m における温位の時間変化


SupSatRatio-zt-dt3.0-dtau0.5.png
z = 5000 m における過飽和度の時間変化


Exner-zt-dt3.0-dtau0.5.png
z = 5000 m における無次元圧力の時間変化


VelZ-zt-dt3.0-dtau0.5.png
z = 5000 m における鉛直速度の時間変化


DensCloud-t-dt3.0-dtau0.5.png
雲密度の z-t 分布


PotTemp-t-dt3.0-dtau0.5.png
温位の z-t 分布


SupSatRatio-t-dt3.0-dtau0.5.png
過飽和度の z-t 分布


Exner-t-dt3.0-dtau0.5.png
無次元圧力の z-t 分布


VelZ-t-dt3.0-dtau0.5.png
鉛直速度の z-t 分布

     

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