Held and Suarez (1994) が提案した, 大気大循環モデルの力学過程を評価するための 実験を実行する方法を説明します.
この計算には以下の物理過程を用いています.
本実験は実験用データを用いないため, 以下の 3 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 hs94-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]: hs94-exp
Directory in which executable files are prepared
[../src/main]:
Directory in which NAMELIST files are prepared
[../src/main]:
Save F90/95 source code files? [y/N]:
:
*** Setup of "hs94-exp" is complete ***
hs94-exp というディレクトリが作成され, その中に 実行ファイルや NAMELIST ファイル, ソースコードがコピーされます. hs94-exp ディレクトリ内に移動してください.
$ cd hs94-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_hs94_T21L20.nml を用いて初期値ファイル init_T21L20.nc を作成します.
$ ./init_data -N=init_data_hs94_T21L20.nml
:
*** MESSAGE [restart_file_io] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [restart_file_io] *** Input::
*** MESSAGE [restart_file_io] *** InputFile =
*** MESSAGE [restart_file_io] *** Output::
*** MESSAGE [restart_file_io] *** OutputFile = init_T21L20.nc
*** MESSAGE [restart_file_io] *** IntTime = 1. [day]
*** MESSAGE [HistoryCreate3] *** "init_T21L20.nc" is created (origin=0. [day])
*** MESSAGE [initial_data] *** NAMELIST group "initial_data_nml" is loaded from "init_data_T21L16.nml".
*** MESSAGE [initial_data] *** NAMELIST group "initial_data_nml" is loaded from "init_data_T21L16.nml".
*** MESSAGE [initial_data] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [initial_data] *** Pattern = Small Disturbance of Temperature
*** MESSAGE [initial_data] *** TempAvr = 280.
*** MESSAGE [initial_data] *** PsAvr = 100000.
*** MESSAGE [initial_data] *** QVapAvr = 0.1E-09
*** MESSAGE [HistoryClose] *** "init_T21L20.nc" is closed
実行ファイル "dcpam_main" と NAMELIST ファイル dcpam_hs94_T21L20.nml を用いて, 以下のように dcpam_main を実行してください. プログラム終了には数分〜数十分かかります.
(なお, クロスコンパイル環境では以下の方法でプログラムを 実行することはできないので注意してください. その場合の実行方法 に関しては, その環境でのプログラム実行マニュアルなどを参照ください. )
$ ./dcpam_main -N=dcpam_hs94_T21L20.nml | tee hs94.log
*** MESSAGE [dcpam_main] *** Run: Held and Suarez (1994) benchmark test
:
*** MESSAGE [timeset] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [timeset] *** StartTime = 0. [day]
*** MESSAGE [timeset] *** EndTime = 10. [day]
*** MESSAGE [timeset] *** DelTime = 30. [min]
*** MESSAGE [timeset] *** = 1800. [sec]
:
:
*** MESSAGE [fileset] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [fileset] *** FileTitle = Held and Suarez (1994) benchmark test
*** MESSAGE [fileset] *** FileSource = dcpam5 (http://www.gfd-dennou.org/library/dcpam)
*** MESSAGE [fileset] *** FileInstitution = GFD Dennou Club (http://www.gfd-dennou.org)
*** MESSAGE [fileset] *** -- version = ....
*** MESSAGE [gridset] *** ----- Initialization Messages -----
*** MESSAGE [gridset] *** nmax = 21
*** MESSAGE [gridset] *** imax = 64
*** MESSAGE [gridset] *** jmax = 32
*** MESSAGE [gridset] *** kmax = 20
*** MESSAGE [gridset] *** -- version = ....
:
########## PREDICTION OF CALCULATION ###########
Start Date 2009-03-06T08:26:41+09:00
Current Date 2009-03-06T08:26:45+09:00
Progress 20.00% [***** ]
Remaining CPU TIME 0.160000E+02
Completion Date 2009-03-06T08:27:01+09:00
:
############## CPU TIME SUMMARY ################
held_suarez_1994 0.165611E+01
dynamics_hspl_vas83 0.191452E+02
timefilter_asselin19 0.264027E+00
others 0.896038E+00
------------------------------------------------
TOTAL TIME = 0.219614E+02
この場合, 10 日分の時間積分が行われます. 空間解像度は T21L20 (経度格子点数 64, 緯度点数 32, 鉛直層数 20) です. 計算結果は U.nc や Temp.nc として出力されます. また, リスタートファイルが restart.nc として出力されます.
10 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'=>11) )
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.
Held and Suarez (1994) では空間解像度は T63L20 (経度格子点 192, 緯度格子点 96, 鉛直層 20) 相当で, 1200 日の時間積分が行われています. dcpam を用いた, より高い解像度での長期間積分の結果はこちら に載せています.
