Neale and Hoskins (2001) によって提案された, 惑星表面が全て水であるような条件 (水惑星) で実験を行う方法を説明します.
この計算には以下の物理過程を用いています.
本実験では, 海表面温度のデータが必要です. したがって, 実験の実行は以下の 4 つのステップで行います.
practice ディレクトリに移動してください.
$ cd practice
そのディレクトリ内で, make コマンドを実行してください. 自動的に実行ファイルや NAMELIST ファイルがコピーされます. make コマンド入力後, まずディレクトリ名を適宜入力してください. (下記の例では ape-nh01-exp としています). それ以降の質問はとりあえずそのまま Enter キーを入力してください.
$ make
****** Setup a directory for a experiment ******
Enter directory name [testXX]: ape-nh01-exp
Directory in which executable files are prepared
[../src/main]:
:
そしてそのディレクトリに移動します.
$ cd ape-nh01-exp
なお, このディレクトリ内以外でも, 実行ファイル, 設定ファイル (namelist ファイル) があれば計算を行うことはできます.
init_data と init_data_ape_nh01_T21L22.nml を用いて初期値ファイル init_T21L22.nc を作成します.
$ ./init_data -N=init_data_ape_nh01_T21L22.nml
*** MESSAGE [init_data] *** Run: Initial data generation
*** MESSAGE [init_data] *** -- version = $Name: dcpam5-20110615 $$Id: exp-ape-nh01.rd,v 1.6 2011-04-08 03:57:26 yot Exp $
*** MESSAGE [namelist_util] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [namelist_util] *** MaxNmlArySize = 256
*** MESSAGE [namelist_util] *** -- version = $Name: dcpam5-20110615 $$Id: exp-ape-nh01.rd,v 1.6 2011-04-08 03:57:26 yot Exp $
*** MESSAGE [timeset] *** NAMELIST group "timeset_nml" is loaded from "init_data_ape_nh01_T21L22.nml".
:
*** MESSAGE [initial_data] *** PsAvr = 101080.
*** MESSAGE [initial_data] *** QVapAvr = 0.
*** MESSAGE [initial_data] *** Ueq = 0.
*** MESSAGE [initial_data] ***
*** MESSAGE [initial_data] *** -- version = $Name: dcpam5-20110615 $$Id: exp-ape-nh01.rd,v 1.6 2011-04-08 03:57:26 yot Exp $
*** MESSAGE [HistoryClose] *** "init_T21L22.nc" is closed
############## CPU TIME SUMMARY ################
others 0.400020E-01
------------------------------------------------
TOTAL TIME = 0.400020E-01
実験用データとして, オゾン分布のデータを 以下に用意してあります.
上記のページから "O3_NH01_T021.nc" をダウンロードして, 実験を行うディレクトリに置いてください.
次に, sst_data と sst_data_ape_nh01_T21.nml を用いて, 海水面データ sst_T21.nc を作成します.
$ ./sst_data -N=sst_data_ape_nh01_T21.nml
*** MESSAGE [sst_data] *** Run: SST data generation
*** MESSAGE [sst_data] *** -- version = $Name: dcpam5-20110615 $$Id: exp-ape-nh01.rd,v 1.6 2011-04-08 03:57:26 yot Exp $
*** MESSAGE [namelist_util] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [namelist_util] *** MaxNmlArySize = 256
*** MESSAGE [namelist_util] *** -- version = $Name: dcpam5-20110615 $$Id: exp-ape-nh01.rd,v 1.6 2011-04-08 03:57:26 yot Exp $
*** MESSAGE [timeset] *** NAMELIST group "timeset_nml" is loaded from "sst_data_ape_nh01_T21.nml".
:
*** MESSAGE [surface_data] *** SoilHeatCap = 2100000.
*** MESSAGE [surface_data] *** SoilHeatDiffCoef = 1.2
*** MESSAGE [surface_data] *** -- version = $Name: dcpam5-20110615 $$Id: exp-ape-nh01.rd,v 1.6 2011-04-08 03:57:26 yot Exp $
*** MESSAGE [HistoryClose] *** "sst_T21.nc" is closed
############## CPU TIME SUMMARY ################
others 0.400000E-02
------------------------------------------------
TOTAL TIME = 0.400000E-02
最後に dcpam_main, dcpam_ape_nh01_T21L22.nml を用いて実験を実施します. 解像度 T21L21, 時間ステップ 20 分で 2 日分計算を行います. リスタートデータ, 地表面リスタートデータといくつかのヒストリデータ ファイルが出力されます.
$ ./dcpam_main -N=dcpam_ape_nh01_T21L22.nml | tee ape-nh01.log
初期値データ, 地表面データ, 実験設定を変更する場合には, 上記の実行に際して, init_data_ape_nh01_T21L22.nml, sst_data_ape_nh01_T21.nml, dcpam_ape_nh01_T21L22.nml を変更してください.
2 日後における温度の東西平均分布は以下の図のようになります.
この図は, Gphys を 用いて, 下の処理によって描画しています.
まず irb を起動.
$ irb
以下のような irb のプロンプトが表示されます.
irb(main):001:0>
このプロンプトに, 以下のようにコマンドを打ちます.
左端の数字は行番号で, 打つ必要はありません.
1: require "numru/ggraph"
2: include NumRu
3: gphys = GPhys::IO.open('Temp.nc', 'Temp')
4: DCL.gropn(1)
5: DCL.sgpset('lcntl', false) ; DCL.uzfact(0.7)
6: GGraph.tone( gphys.mean('lon').cut('time'=>2) )
7: GGraph.color_bar
8: DCL.grcls
irb のプロンプトにおいて quit と打つと irb を終了することができます.
この計算で用いている初期値は等温静止大気です. この計算で用いている大気 (ほぼ地球大気) は, 2 日間では準定常状態には 達しませんので, 上記の図はスピンアップ中の状態を表しています.
