[地球流体電脳倶楽部] [dcmodel | dcmodel-tools] [dcmodel-thum.rb] [熱源応答問題 (2・3・4・20 層モデル)]

結果 : 熱源応答問題 (2・3・4・20 層モデル)

計算設定

以下の設定で 2, 3, 4, 20 層について計算を行った.

• 解像度 : 水平解像度 T21
• 初期状態 : 静止状態, 一様温度 300K
• Time Step : 180s
• 強制 : 経度 180 度, 緯度 0 度を中心とする半径 10 度の円領域に10K/day の熱源を与える.
• 物理過程 : レイリー摩擦, 鉛直拡散なし

結果の概要

• 動画, 図の説明
  • 温度場の時間変化の動画
  • 中心部(緯度 180 度, 経度 0 度)の温度変化の図 ( 20日間)
  • 中心部(緯度 180 度, 経度 0 度)の温度変化の図 ( 200日間)
  • 熱力学の式の各項の値の時間変化の図 (20 日間)
    • 全体(赤), 熱強制(黄), 移流項(緑), σ移流項(青), κT項(ピンク), TD項(水色)

末尾に各層の平均温度の時間変化の図を示す.

• 2 層の場合
  • 上の層では赤道波の伝播が見えた.
  • 下の層の熱源領域で温度が下がり続けた.
• 3, 4, 20 層の場合
  • 熱源領域では上の層から下の層に向かって順に温度が上がる, 下がるを繰り返している.(20 層では上から 6 層目以降はほとんど変化しない)
• 全層共通の性質(熱源領域)
  • 最上層では全ての項の値が比較的小さい.
  • 各項の絶対値の大きさはそのときどきによってバラバラ.
  • 移流項(緑)は全モデルの全層で負.
  • σ移流項(青)は全モデルの最上層以外で負.
  • κT項(ピンク)は傾向がよくわからない.
  • TD項(水色)は全モデルの全層で正.
• 全モデル(全体)
  • 全球の温度平均は徐々に上がっていく.
• 熱力学の式の収支からの考察(熱源領域)
  • 各層の最上層は温度の変化が小さい.
  • 各層の最下層はそれぞれ違う特徴を持っている.
• これからやるべきこと
  • 熱力学の式をここに記述.
  • 熱力学の式の収支(各項の大きさ)をまとめた表も一緒において表へのリンクも作る.
  • 線グラフ(例えば, 02_layer_sigma=0.81.png)には, 線の説明:青色はホゲホゲ項, みたいなやつをつける.

2 層の計算結果
動画
温度場の時間変化の動画(大)	温度場の時間変化の動画(小)
画像
02_DTempDt_time-sigma_0-20.png	02_temp_time-sigma_0-20.png 下層の温度が下がり続ける．	02_DTempDt_time-sigma_0-200.png	02_temp_time-sigma_0-200.png
02_layer_sigma=0.26.png	02_layer_sigma=0.81.png 他の層ではκT(ピンク)が温度を上げるのだが，ここでは働いていない．
3 層の計算結果
動画
温度場の時間変化の動画(大)	温度場の時間変化の動画(小)
画像
03_DTempDt_time-sigma_0-20.png	03_temp_time-sigma_0-20.png 上層，下層は温度が上がり，中層は温度が下がる．	03_DTempDt_time-sigma_0-200.png	03_temp_time-sigma_0-200.png
03_layer_sigma=0.15.png 全ての項の値が小さい．	03_layer_sigma=0.49.png κT，TDは正，σ移流，移流は負．	03_layer_sigma=0.81.png κT，TDは正，σ移流，移流は負．
4 層の計算結果
動画
温度場の時間変化の動画(大)	温度場の時間変化の動画(小)
画像
04_DTempDt_time-sigma_0-20.png	04_temp_time-sigma_0-20.png １層目は弱い正，２層目は弱い負，３層は強い正，４層は強い負	04_DTempDt_time-sigma_0-200.png	04_temp_time-sigma_0-200.png
04_layer_sigma=0.10.png	04_layer_sigma=0.37.png κT，TDは正，σ移流，移流は負．	04_layer_sigma=0.62.png κT，TDは正，σ移流，移流は負．	04_layer_sigma=0.87.png TDは正，κT，σ移流，移流は負
20層の計算結果
20_DTempDt_time-sigma_0-20.png	20_temp_time-sigma_0-20.png	20_DTempDt_time-sigma_0-200.png	20_temp_time-sigma_0-200.png
20_layer_sigma=0.02.png	20_layer_sigma=0.07.png	20_layer_sigma=0.12.png	20_layer_sigma=0.17.png
20_layer_sigma=0.22.png	20_layer_sigma=0.27.png	20_layer_sigma=0.32.png	20_layer_sigma=0.37.png
20_layer_sigma=0.42.png	20_layer_sigma=0.47.png	20_layer_sigma=0.52.png	20_layer_sigma=0.57.png
20_layer_sigma=0.62.png	20_layer_sigma=0.67.png	20_layer_sigma=0.72.png	20_layer_sigma=0.77.png
20_layer_sigma=0.82.png	20_layer_sigma=0.87.png	20_layer_sigma=0.92.png	20_layer_sigma=0.97.png
各層の平均温度時間変化
layer-02_mean-temp.png 2 層の平均温度の時間変化	layer-03_mean-temp.png 3 層の平均温度の時間変化	layer-04_mean-temp.png 4 層の平均温度の時間変化	layer-20_mean-temp.png 20層の平均温度の時間変化