C. 鉛直 1 次元放射対流モデル up previous next
C.b. モデルの離散化, 計算設定と結果

空間微分は 2 次中央差分で離散化する. 時間積分は放射加熱項は前進差分, 拡散項の計算は Crank-Nicolson 法で行う. 放射伝達方程式と拡散方程式の具体的な離散化方法は, 付録 B.d 節, 付録 B.e 節 に示したものと同じである.

鉛直格子の配置と格子間隔は 本文 2.b 節 に示した 2 次元モデルのそれと同じである. 時間刻みは 30 秒とした. 大気上端の入射太陽放射量は北半球夏 (Ls = 100°) の北緯 20°の条件で日変化させる. 大気の初期条件は 220 K 等温, 地中温度は 210 K 一定を初期値とする. 計算時間は 30 日である.

計算された LT = 06:00 における気温と地中の温度分布を 図 C1 , 図 C2 , に示す. これらの結果を 本文 2.b 節 で触れた 2 次元モデルの基本場の温度分布として用いる. 大気温度の初期条件を低温側 (160 K 等温) に設定しても計算される温度分布はほとんど変わらない (図 C3, 図 C4).

30 日目の気温分布の日変化の様子を 図 C5 に, 地中温度と地表面温度, 地表気温の日変化の様子を 図 C6 に示す.

図 C1: 鉛直 1 次元モデルによって計算された 30 日目 LT = 06:00 の大気温度分布. 図 C2: 鉛直 1 次元モデルによって計算された 30 日目 LT = 06:00 の地中温度分布. 縦軸の深さは日変化の表皮深さの単位で示してある.

図 C3: 鉛直 1 次元モデルによって計算された大気温度分布の時間変化. 初期温度分布を 220 K 等温とした場合. LT = 06:00 の温度分布を 10 日毎に表示. 図中の数字は計算日数を表す. 図 C4: 鉛直 1 次元モデルによって計算された大気温度分布の時間変化. 初期温度分布を 160 K 等温とした場合. LT = 06:00 の温度分布を 10 日毎に表示. 図中の数字は計算日数を表す.

図 C5: 鉛直 1 次元モデルによって計算された 30 日目の大気温度分布の日変化. 図中の数字は時刻を表す.

図 C6: 鉛直 1 次元モデルによって計算された (左)30 日目の地中温度の日変化. LT = 08:00 〜 翌朝 04:00 まで 4 時間毎の結果. 図中の数字は時刻を表す. 縦軸の深さは日変化の表皮深さの単位で示してある. (右)30 日目の地表面温度と地表気温 の日変化. 1 時間毎の結果. 赤は地表面温度, 青は高度約 1.5 m の気温.


2次元非弾性系を用いた火星大気放射対流の数値計算
Odaka, Nakajima, Ishiwatari, Hayashi,   Nagare Multimedia 2001
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