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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)

雲密度の移流項を短い時間ステップで評価したテスト計算. 数値拡散係数 alpha を 5.0 * 10^{-5} とした実験. この値は今までの計算で使っていた値の 1/10 の大きさに相当する.

資料

• 数値拡散係数 alpha を 1.0 * 10^{-4} としたテスト計算のページ
• 雲密度の移流項を長い時間ステップで評価したテスト計算のページ
• 雲密度の移流項を短い時間ステップで評価したテスト計算のページ
• 凝結プログラムのバグを直した計算のページ
• 基本場温度勾配の不連続と数値拡散に関する考察
  • 補助図
    • 温位の数値拡散項 discontinuity-pottempdiff.png
    • 温位の潜熱加熱項 discontinuity-pottempcond.png
    • 雲密度の凝結項 discontinuity-denscloudcond.png

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 1.0 sec, 短い時間ステップ 0.125 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 , 熱フラックスなし
  • 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
  • 3600 sec

結果一覧

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cloudtend-alpha5e-5.png 雲密度の 1 次元 tendency. 赤が移流, 水色が乱流拡散, 青が fillnegative, 紫色が数値粘性, 緑が凝結/蒸発を表す.