地表面降水の平均 (水平方向に不均一な湿度の初期場を与えた計算)

計算の概要

• 一定の高度以上で, 水平領域の半分の初期の大気湿度をゼロにした計算をした
  • 湿度をゼロにしたい領域の基本場の水蒸気混合比と大きさが同じで符号が逆な水蒸気混合比の擾乱を与えて初期の大気湿度をゼロにしている
  • 初期の湿度をゼロにする水平領域は x = 0 km - 256 km
  • 初期の湿度をゼロにする高度の下限は, 7 km, 6 km, 5 km, 4 km, 3 km, 2 km, 1 km

基本場

• 温度と湿度は, Yamasaki (1983) の観測値を使用
  • ただし湿度の基本場は概要にあるように一部の高度でゼロにしてある
• 気圧は上記の値と, 静水圧平衡の式から求めている

初期条件

• 高度 300 m に振幅 0.3 K のランダムな擾乱を置く

物理過程

• 地表面からの運動量・熱・水蒸気フラックス
• 放射冷却
  • 対流圏における水平一様な放射冷却
    • 高度 0 - 10 km
      • -2 K/day
    • 高度 10 - 15 kmi
      • -2 [K] * (15 [km] - z)/5 [km] [K/day]
  • ニュートン冷却
• 高度 25 - 30 ㎞ にスポンジ層あり

実験設定

• 水平格子間隔 : 500 m
• 鉛直格子間隔 : 250 m
• 長い時間ステップ : 5 s
• 短い時間ステップ : 0.5 s
• 水平領域 : 512 km
• 鉛直領域 : 30 km
• 積分時間 : 60 h

計算結果

• x 平均した温位擾乱で見られた, 1 K 以上の正の温位擾乱が目立つ t = 0 sec～50000 sec までを時間平均したものと, 全時間で平均したものが載っています
• H_dry は乾燥を与える高度の下限です
• 各サムネイルの下に書いてある量は平均した時間内の降水量を x 方向にも平均した数値です

乾燥した層なし, 全時間平均, 6.56×10^-7 kg/kg	H_dry = 7 km, 全時間平均, 2.34×10^-6 kg/kg	H_dry = 6 km, 全時間平均, 2.97×10^-6 kg/kg	H_dry = 5 km, 全時間平均, 2.49×10^-6 kg/kg	H_dry = 4 km, 全時間平均, 2.45×10^-6 kg/kg	H_dry = 3 km, 全時間平均, 1.82×10^-6 kg/kg	H_dry = 2 km, 全時間平均, 4.72×10^-7 kg/kg	H_dry = 1 km, 全時間平均, 4.31×10^-7 kg/kg
乾燥した層なし, t = 0 - 50000 sec で平均, 1.19×10^-6 kg/kg	H_dry = 7 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 4.62×10^-6 kg/kg	H_dry = 6 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 4.35×10^-6 kg/kg	H_dry = 5 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 3.79×10^-6 kg/kg	H_dry = 4 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 5.15×10^-6 kg/kg	H_dry = 3 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 4.14×10^-6 kg/kg	H_dry = 2 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 3.92×10^-6 kg/kg	H_dry = 1 km, t = 0 - 50000 sec で平均, 3.24×10^-6 kg/kg