主成分凝結を伴うサーマルの上昇実験を行う. 基本場の鉛直温度分布は現在の極域を想定した温度分布を与える. 地表から凝結高度 (高度約 4 km) までは温度は乾燥断熱減率で減少する. 凝結が始まったら高度約 15 km まで温度は湿潤断熱減率で減少する. 高度約 15 km 以上では等温 (135 K) である.
乾燥領域である大気下部にサーマルを与える. 浮力で上昇したサーマルが飽和領域にぶつかり 二酸化炭素氷雲ができる様子を計算する.
この計算では臨界飽和比, 飽和領域の基本場温度分布の飽和比の値をパラメータとして与える.
ソースプログラム | arare3m-20060117 |
計算領域 | 水平 20 km x 鉛直 20 km |
格子点間隔 | 水平 200 m x 鉛直 200 m |
積分時間 | 1 時間 |
時間ステップ | 短い: 0.25 秒, 長い: 2 秒 |
境界条件 | 水平: 周期境界, 鉛直: 摩擦なし境界 |
数値解法 | 長い時間ステップ: リープフロッグ法, 短い時間ステップ: HE-VI 法 |
基本場温度 | 下図参照. |
基本場圧力 | 静水圧平衡 (地表面で 700 Pa). |
温位の初期擾乱 | ガウス分布型の擾乱(下図参照). 擾乱の中心は x = 10000 m, z = 0 m. 擾乱の最大値は 2 K . 半値幅は 1 km. |
圧力の初期擾乱 | なし |
風速の初期値 | なし |
乱流拡散 | 1.5 次のクロージャ |
放射加熱 | なし |
地表面フラックス | 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 |
飽和蒸気圧の計算式(Antoine の式)の係数 | A = 27.4 Pa B = 3103 K C = 0 |
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 |
重力加速度 | 3.72 m/s2 |
基本場温度分布. 地表面 (165 K)から凝結高度に達するまでは乾燥断熱減率. 凝結高度より上から 135 K に達するまでは湿潤断熱減率. それより上は等温. 凝結層の温度は S = 1, 1.01, 1.1, 1.35 の 4 通りの場合を計算する. | 温位の初期擾乱. |
計算環境 | PC (Intel Pentium III 1 GHz x 2) |
計算実行時間 | 約 50 分 |
基本場温度 | |||||
1 | 1.01 | 1.1 | 1.35 | ||
臨界飽和比 | 1 | str0-st0.htm | str0-st1.htm | str0-st10.htm | str0-st35.htm |
1.01 | str1-st0.htm | str1-st1.htm | str1-st10.htm | str1-st35.htm | |
1.1 | str10-st0.htm | str10-st1.htm | str10-st10.htm | str10-st35.htm | |
1.35 | str35-st0.htm | str35-st1.htm | str35-st10.htm | str35-st35.htm |
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