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deepconv/arare4 : 主成分凝結を考慮した湿潤対流実験(中層一様冷却・下層一様加熱, 臨界飽和比 1.0, 地表面温度 165 K の場合)

下層の加熱と上層の冷却を釣り合わせて計算させている筈が, Scr = 1.0 の場合において雲が完全に蒸発した後でも, 温度が 〜 1 K/day ずつ上昇するという現象が見られた(詳細は[こちら]). その原因を究明する為にテスト計算を行ない, いくつか図を描き出してみた.

計算設定

• 計算領域
  • 水平 50 km
  • 鉛直 20 km
• 基本場の設定
  • 最下層気温 165 K, 地表圧力 7 hPa
  • 地表から高度 3 km 付近まで等温位, 高度 3 km 付近から高度 15 km 付近まで湿潤断熱, 高度 15 km 付近から等温(135 K).
• 空間/時間格子間隔, 境界条件
  • 空間格子間隔
    • 水平 200 m, 鉛直 200 m
    • 格子点数は 250 x 100
  • 時間格子間隔
    • 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.5 sec
    • 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.25 sec
  • 境界条件
    • 水平境界: 周期境界条件
    • 上下境界: 応力なし, w=0 , 熱フラックスあり
  • 高度 1--15 km で - 5 K/day の一様な冷却を与える. 高度 0--1 km で加熱と釣り合うだけの一様な加熱を与える. 加熱・冷却の振幅は各時間ステップごとに調節する.
• 初期条件
  • 最下層で振幅 1.0 K のランダムな温位擾乱を与える.
• 積分時間
  • 20 sec

ファイルへのリンク

• 今までの計算に使っていたプログラム
• 修正したプログラム
• 単位面積当たりの加熱率を求める為のスクリプト
• スクリプトを用いて描いた単位時間あたりの加熱率(W/m^2)
  • 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.5 sec の場合.
  • 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.25 sec の場合.
• 計算実行時に出力したテキストファイル
  • 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.5 sec の場合.
  • 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.25 sec の場合.
  • Time integration 以降に書かれている数字は各タイムステップにおける単位面積当たりの加熱率 (W/m^2) である.

結果一覧

CS1-RadHeatIntegral_L050S050.png 描画スクリプトを使って求めた単位面積当たりの加熱率(W/m^2). 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.50 sec.

CS1-RadHeatIntegral_L050S025.png 描画スクリプトを使って求めた単位面積当たりの加熱率(W/m^2). 長い時間ステップ 0.5 sec, 短い時間ステップ 0.25 sec.