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deepconv/arare4: H2O, NH3, NH4SH の凝縮を考慮した木星雲対流

計算の概要

Nakajima {it et al}. (2000) と同様の系を設定し, 多数の雲の生成消滅が繰り返された結果として決まる 平均的な大気構造調べた.

下部の混合比を固定しておらず, 凝縮成分が時間と共に減少している....

北大情報基盤センター SR11000 にて計算.

計算設定

• 基本場の設定
  • 温度: 0 km (30 bar) ～ 200km まで等温位, 200km より上は温度一定
  • 放射強制: -1 K/day (高度 100km から 200 km)
  • ニュートン冷却: 全領域において, 温位擾乱の水平平均を基本場に緩和させる. 緩和時間 5 日.
  • スポンジ層: 領域の上層 40 km, 緩和時間 100 秒
  • 数値拡散係数 1e-6
  • 30 bar での温度を 470 K とする.
• 大気成分
  • 乾燥成分: H2, He
  • 凝結成分: H2O, NH3, H2S
    • H2O, NH3, H2S の混合比は, それぞれの凝縮高度である 100 km, 130 km, 160 km より上で相対湿度 75 %, 凝縮高度より下でそれぞれ太陽組成(Anders and Grevesse, 1989)の 1, 2.5, 2.5 倍.
• 計算領域と時間ステップ
  • 領域:
    • 水平 512 km,
    • 鉛直 300 km (下端で 30 bar)
  • 解像度: 2.0 km (水平・鉛直とも)
  • 時間ステップ
    • 長い時間ステップ: 4 秒
    • 短い時間ステップ: 0.4 秒 (音波に対するクーラン数は約 0.2)
  • 境界条件
    • 水平境界: 周期境界条件
    • 上下境界: 応力なし, w=0
    • 下部温度
      • 大気直上(k=1)での温度擾乱に比例した熱フラックスを与える. F = Cd Cp ρ v ΔT (Cd = 1.5e-3, V = 100).
• 初期条件
  • H2O の凝結高度(100 km)付近に, 最大 0.3 k の温度擾乱を設定.

設定ファイル

arare.conf

備忘録

結果一覧

PotTemp_t1000000.png 温位擾乱	Exner_t1000000.png エクスナー関数の擾乱	VelX_t1000000.png 水平速度
VelZ_t1000000.png 鉛直速度	Km_t1000000.png 乱流拡散係数	anal2_MixRtAll_s1_t1000000.png H2O(g) 混合比
anal2_MixRtAll_s2_t1000000.png NH3(g) 混合比	anal2_MixRtAll_s3_t1000000.png H2S(g) 混合比	MixRt_s4_t1000000.png H2O 雲の混合比
MixRt_s5_t1000000.png NH3 雲の混合比	MixRt_s6_t1000000.png NH4SH 雲の混合比	MixRt_s7_t1000000.png H2O 雨の混合比
MixRt_s8_t1000000.png NH3 雨の混合比	MixRt_s9_t1000000.png NH4SH 雨の混合比	anal2_Cloud_t1000000.png 雲の混合比
anal2_Rain_t1000000.png 雨の混合比	anal2_Stab_t1000000.png 水平平均した安定度