領域内の水蒸気収支

1. 計算の概要
   • 実験設定
2. 計算方法
3. 計算結果

計算の概要

このページでは, deepconv で -1.0 K day-1 の一様冷却計算を行ったときの, 水蒸気収支の計算の結果を示す.

実験設定

基本方針は, Nakajima and Matsuno (1988) に近い条件での計算.

• モデル:deepconv (基本場の圧力を用いて地表面フラックスを計算したものはこちら)
  • 移流
    • 準圧縮方程式系
  • 乱流混合
    • 1.5 次クロージャ―
    • バルク法による下部境界フラックス
      • バルク係数 1.5d-3
      • 風速のかさ上げ 3 m/s
  • 温かい雨のパラメタリゼーション
  • 摩擦層
    • z > 25 km に適用
• 領域: 2 次元
  • 水平 256 km
  • 鉛直 実験によって変える
• 格子間隔
  • 水平 1000 m
  • 鉛直 300 m
• 下部境界
  • 温度 302 K (固定)
• 大気組成
  • 乾燥成分 : N2 (空気ではない)
  • 凝結成分 : H2O
• 熱強制
  • -1 K/day for z<= 10 km
  • 0 K/day for z>= 15 km
  • 10 km < z < 15 km では線形でつなぐ
• 温かい雨のパラメタリゼーション
  • 雲水から雨水への変換の閾値 q_{cr} = 1e-3
• 積分時間
  • 30 日

計算方法

1.1 makenetCDF_t_TQwatervapormeanx.rb を実行して, 水平平均した領域内の水蒸気の総量を求めて netCDF データに出力する.

1.2 makenetCDF_t_TQcloudwatermeanx.rb を実行して, 水平平均した領域内の雲水の総量を求めて netCDF データに出力する.

1.3 makenetCDF_t_TQrainwatermeanx.rb を実行して, 水平平均した領域内の雨水の総量を求めて netCDF データに出力する.

2. cal_budgetofwatervapormeanx.rb を実行して, 水平平均した領域内の水蒸気の総量の時間変化・ 水平平均した領域内の雲水の総量の時間変化・ 水平平均した領域内の雨水の総量の時間変化・ 水平平均した蒸発量・ 水平平均した降水量・ 水平平均した領域内の水蒸気収支 を計算する.

計算結果

• 生成された netCDF ファイルへのリンク
  • 水平平均した領域内の水蒸気の総量: /GFD_Dennou_Work/deepconv/arare/sample/2012-12-19_mikity/arare5-20111010/testrun2D_RadCR-1.0Kday-1/Default_x256km_IntValue30day/thermal-moist_H2O-gInt.nc
  • 水平平均した領域内の雲水の総量: /GFD_Dennou_Work/deepconv/arare/sample/2012-12-19_mikity/arare5-20111010/testrun2D_RadCR-1.0Kday-1/Default_x256km_IntValue30day/thermal-moist_H2O-l-CloudInt.nc
  • 水平平均した領域内の雨水の総量: /GFD_Dennou_Work/deepconv/arare/sample/2012-12-19_mikity/arare5-20111010/testrun2D_RadCR-1.0Kday-1/Default_x256km_IntValue30day/thermal-moist_H2O-l-RainInt.nc

水蒸気・雲水・雨水を考慮した場合

鉛直領域 24 km

  単位: Kg.m-2    デフォルト計算    Flux 計算での地表面気圧固定
  ---------------------------------------------------------------
  水蒸気の変化量      50.2043              29.1881
  雲水の変化量         0.890047             0.736464
  雨水の変化量         0.0933689            0.467568
  蒸発量の積算       258.999              210.904
  降水量の積算      -149.959             -130.790
  水蒸気の収支        57.8521              49.7212

鉛直領域 30 km

  単位: Kg.m-2    デフォルト計算    Flux 計算での地表面気圧固定
  ---------------------------------------------------------------
  水蒸気の変化量      47.4677              37.6524
  雲水の変化量         0.700862             1.02451
  雨水の変化量         0.000715283          0.00653135
  蒸発量の積算       205.387              209.0868
  降水量の積算      -124.098             -122.793
  水蒸気の収支        33.12                47.6105

鉛直領域 36 km

  単位: Kg.m-2    デフォルト計算    Flux 計算での地表面気圧固定
  ---------------------------------------------------------------
  水蒸気の変化量      50.1151             34.0401
  雲水の変化量         1.06137             0.768978
  雨水の変化量         0.20928             0.012812
  蒸発量の積算       224.789             201.182 
  降水量の積算      -118.293            -120.313
  水蒸気の収支        55.1099             46.0469

鉛直領域 48 km

  単位: Kg.m-2    デフォルト計算    Flux 計算での地表面気圧固定
  ---------------------------------------------------------------
  水蒸気の変化量      38.4113              31.8281
  雲水の変化量         0.999927             0.846929
  雨水の変化量         0.00360029           0.00187311
  蒸発量の積算       214.823              197.597
  降水量の積算      -116.293             -121.120
  水蒸気の収支        59.115               43.7999

水蒸気のみを考慮した場合

鉛直領域 30 km

  単位: Kg.m-2    デフォルト計算    Flux 計算での地表面気圧固定
  ---------------------------------------------------------------
  水蒸気の変化量      47.4677              37.6524
  蒸発量の積算       205.387              209.0868
  降水量の積算      -124.098             -122.793
  水蒸気の収支        33.8216              48.6416

鉛直領域 48 km

  単位: Kg.m-2    デフォルト計算    Flux 計算での地表面気圧固定
  ---------------------------------------------------------------
  水蒸気の変化量      38.4113              31.8281
  蒸発量の積算       214.823              197.597
  降水量の積算      -116.293             -121.120
  水蒸気の収支        60.1185	             44.6487

dcmodel Development Group / GFD Dennou Staff
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