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

計算の概要

木星大気における平均的な流れ場と凝結成分の分布を数値的に求める.

• 放射冷却を模した熱強制を与える.
  • 高度 120 km 〜 200 km において -1 K/day
  • 現実の木星に比べ 2 桁大きい. 対流を加速させるため.
• 凝縮成分として H2O, NH4SH, NH3 を考慮.
  • 大気深部での存在比は太陽組成の 1 倍
  • 凝結高度より上で相対湿度は 75%
• 雲の併合成長過程として, Kessler (1969) を用いる.
  • 但し, 閾値をゼロとし, 時間スケールを 100 秒とする.
• 最下層の熱フラックスは拡散的に与える
  • F = κ (T - Ts) / Δz (κ= 10)
  • 常に温度上昇が生じてしまう...
• 最下層の混合比は拡散的に与える
  • F = max( 0.0, κ Δq / Δz ) (κ= 10)

計算設定

• 基本場の設定
  • 温度: 0 km (30 bar) 〜 200km (0.2 bar) まで等温位, 200km (0.2 bar) より上は温度一定
  • 相対湿度: 75%
  • 放射強制: -1 K/day (高度 120km から 200 km)
  • スポンジ層: 領域の上層 100 km, 緩和時間 400 秒
• 大気成分
  • 乾燥成分: H2, He
  • 凝結成分: H2O, NH3, NH4SH
    • 大気深部での存在比は太陽組成の 1 倍
    • 凝結高度より上空で湿度 75%
• 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: F = κ (T - Ts) / Δz (κ= 10)
    • 凝結成分のフラックス: F = κ Δq / Δz (κ= 10)
• 初期条件
  • 高度 100 kmに, 最大 0.5 k の温度擾乱を設定.

設定ファイル等

• arare.conf
• プロファイラの結果
• ソースファイル

備忘録

結果一覧

	BasicZ_DensBasicZ.png	BasicZ_EffMolWtBasicZ.png	BasicZ_ExnerBasicZ.png	BasicZ_H2O-gBasicZ.png	BasicZ_H2S-gBasicZ.png	BasicZ_NH3-gBasicZ.png	BasicZ_PotTempBasicZ.png	BasicZ_PressBasicZ.png	BasicZ_TempBasicZ.png	BasicZ_VelSoundBasicZ.png
	gas-mean_H2O-g.png	gas-mean_H2S-g.png	gas-mean_NH3-g.png	PotTemp-mean_all.png
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