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主成分凝結に伴う圧力変化の計算

主成分凝結計算において, 凝結と音波に関連する項のみを計算した. 3 通りの時間ステップで計算を行った. 計算モデル時間は 15 分である.

ソースプログラム arare3m-20051221 で凝結と音波に関連する項の計算以外の部分を外したもの
温度 初期温度は下の図参照. 潜熱のみによって変化.
圧力 静水圧平衡 (地表面で 700 Pa). 一定.
風速 なし
凝結核数密度 5.0 x 108 / kg
凝結核の半径 1.0 x 10-7 m
大気の熱伝導係数 4.8 x 10-3 W /K m
臨界過飽和度 0 %
飽和蒸気圧の計算式(Antoine の式)の係数 A = 27.4 Pa
B = 3103 K
放射加熱 なし
地表面フラックス なし
重力加速度 3.72 m/s2
粘性 なし
時間フィルタ あり (係数は 0.1)
数値粘性 あり (5.0 x 10-4)
計算領域 水平 10 km x 鉛直 10 km
格子点間隔 200 m
積分時間 15 分
時間ステップ 以下の 3 通り
長: 0.5 秒, 短: 0.1 秒/長: 0.5 秒, 短: 0.05 秒/長: 0.25 秒, 短: 0.05 秒
境界条件 水平: 周期, 鉛直: free-slip
数値解法 水平: 陽解法, 鉛直: 陰解法

計算結果



長い時間ステップ 0.25 秒
短い時間ステップ 0.05 秒


DensCloud-zt-dt0.25-dtau0.05.png
雲密度の z-t 分布


PotTemp-zt-dt0.25-dtau0.05.png
温位の z-t 分布


SupSatRatio-zt-dt0.25-dtau0.05.png
過飽和度の z-t 分布


Exner-zt-dt0.25-dtau0.05.png
無次元圧力の z-t 分布


VelZ-zt-dt0.25-dtau0.05.png
鉛直速度の z-t 分布

 


長い時間ステップ 0.5 秒
短い時間ステップ 0.05 秒


DensCloud-zt-dt0.5-dtau0.05.png
雲密度の z-t 分布


PotTemp-zt-dt0.5-dtau0.05.png
温位の z-t 分布


SupSatRatio-zt-dt0.5-dtau0.05.png
過飽和度の z-t 分布


Exner-zt-dt0.5-dtau0.05.png
無次元圧力の z-t 分布


VelZ-zt-dt0.5-dtau0.05.png
鉛直速度の z-t 分布

 


長い時間ステップ 0.5 秒
短い時間ステップ 0.1 秒


DensCloud-zt-dt0.5-dtau0.1.png
雲密度の z-t 分布


PotTemp-zt-dt0.5-dtau0.1.png
温位の z-t 分布


SupSatRatio-zt-dt0.5-dtau0.1.png
過飽和度の z-t 分布


Exner-zt-dt0.5-dtau0.1.png
無次元圧力の z-t 分布


VelZ-zt-dt0.5-dtau0.1.png
鉛直速度の z-t 分布

 


z = 5000 m における断面図

実線: 長い時間ステップ 0.25 秒, 短い時間ステップ 0.05 秒
破線: 長い時間ステップ 0.5 秒, 短い時間ステップ 0.1 秒
点線: 長い時間ステップ 0.5 秒, 短い時間ステップ 0.1 秒

DensCloud-t.png
雲密度


PotTemp-t.png
温位


SupSatRatio-t.png
過飽和度


Exner-t.png
無次元圧力


VelZ-t.png
鉛直速度

     

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