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deepconv/arare4 : H2O の凝縮を考慮した木星雲対流

計算の概要

Nakajima et al (2000) の設定を従い, 木星大気での雲対流をシミュレートする. 凝縮成分は H2O のみ考慮し, 基本場の H2O 混合比の湿度は 5 bar 付近より上で 75% とする.

北大情報基盤センター SR11000 にて計算. 積分に必要な時間は約 4 時間.

計算設定

• 基本場の設定
  • 温度: 0 km (30 bar) 〜 200km (0.3 bar) まで等温位, 200km (0.3 bar) より上は温度一定
  • 相対湿度: 75% (5 bar より上)
  • 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
• 大気成分
  • 乾燥成分: H2, He
  • 凝結成分: H2O
    • H2O: 凝結高度より上空で湿度 75%, 凝結高度より下で太陽組成の 1 倍程度 (約 1.1e-2 kg/kg)
• 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
    • 温度フラックス. 下部境界での温度(Ts=500k)と大気直上(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 (Ts - T) (Cd = 1.5e-3, V = 100).
• 初期条件
  • H2O の凝結高度の下(100 km)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

H2O 雲の混合比. ログでプロットしている. 1e-8 kg/kg から 1e-3 kg/kg を表示.

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H2O 雨の混合比. ログでプロットしている. 1e-8 kg/kg から 1e-3 kg/kg を表示.

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温位の擾乱. -5 K から 5 K を表示

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水平速度. -100 m/s から 100 m/s を表示

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鉛直速度. -100 m/s から 100 m/s を表示

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