
%% % 卒業論文 
%% % タイトル「金星大気大循環モデルにおける静的安定度の 傾圧不安定への影響」      
%% % 「低安定度層の安定度を負に強制した実験」
%% %
%% % 2023/03/23 修正
%% % 2022/12/20 作成
%% %
%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%% %%%%%%%%             Textcd  Start                 %%%%%%%%
%% \begin{document}
%\chapter{結果} \label{chap:result}   % 章の始めからの場合はこのコマンドを使用する

\chapter{実験 1: 低安定度層の強制安定度を負にした場合}
\markright{第\arabic{chapter}章 実験 1: 低安定度層の強制安定度を負にした場合}

\section{強制安定度分布の設定}
この実験では, Kashimura et al. (2019)\cite{Kashimuraetal2019} で用いられた, 
観測された安定度分布を模した強制安定度分布を用いた実験を標準実験 (STD0) とし, 
低安定度層の強制安定度を表 \ref{tab:setting1} に示す値に変更した実験 (NS01-NS05) と比較した. 
低安定度層の高度は 55-60 km で一定である. 
強制安定度の鉛直分布は図 \ref{fig:exp1SS} に示した通りである. %情報を付け足す or 書き方を変える. 
ここで, 強制安定度を負にしても実現される安定度は負にならないことに注意してほしい. 
\begin{table}[htpb]\caption[short]{実験 1 で用いた低安定度層における強制安定度}
  \begin{center}
 \begin{tabular}{@{\vrule width 1pt\ }c|c|c|c|c|c|c@{\ \vrule width 1pt}}
  \noalign{\hrule height 1pt}
   & STD0 & NS01 & NS02 & NS03 & NS04 & NS05 \\
  \noalign{\hrule height 1pt}
  低安定度層における強制安定度 [K/km] & 0.1 & $-0.1$ & $-0.5$ & $-1.0$ & $-1.5$ & $-2.0$ \\
  \noalign{\hrule height 0.4pt}
%  & & & & &\\
%  \noalign{\hrule height 1pt} 
 \end{tabular}
 \end{center}
 \label{tab:setting1}
\end{table}
\begin{figure}[htpb]
  \begin{center}
    \includegraphics[width=7cm]{figs/exp1.png}
    \caption{
      実験 1 で用いた強制安定度の鉛直分布 (ニュートン冷却の基準温度場の静的安定度分布). 
      凡例の値は各実験で用いた低安定度層の強制安定度の値である. }
    \label{fig:exp1SS}
  \end{center}
\end{figure} %凡例変更?


\newpage
\section{結果}
\subsection{実現された安定度分布}\label{subsec:SSexp1}
図 \ref{fig:resultSSexp1} は実験 1 で実現された安定度分布を時間平均及び水平平均したものである. 
低安定度層において, 強制安定度を小さくするほど, 
実現される安定度も小さくなり, 中立の値に近づいていることが読み取れる. 
特に, NS04, NS05 では 0.1 K/km 程度の低安定度層が実現されている. 
この値は実際に観測されている値に近い. 
このように低安定度層の強制安定度を負にすることで, 
従来の強制安定度 (0.1 K/km) を用いた標準実験よりも小さい安定度が実現された. 
低安定度層の強制安定度が $-1.0$ K/km の場合に実現される安定度と
 $-1.5$ K/km 以下の場合に実現される安定度の間には大きな差があり, 
 0.1 K/km 以下の低安定度層を実現するためには $-1.5$ K/km 以下の強制が効果的である. 
\begin{figure}[htpb]
  \begin{center}
    \includegraphics[width=6cm]{figs/stability.png}
    \caption{水平平均かつ時間平均した, 実現された安定度分布 ($d\overline{\theta}/dz$). 
      $\theta$ は温位, $z$ は高度, 上線は水平平均を表す. 
      凡例は図 \ref{fig:exp1SS} と同じである. 平均期間は 1 年である. }
    \label{fig:resultSSexp1}
  \end{center}
\end{figure}

また, 実験 1 で実現された東西時間平均した安定度の子午面分布を図 \ref{fig:NSstabexp1} に示した. 
STD0 では, 実現された安定度が 0.2 K/km 以下の領域が高度 50-65 km 付近の極域に分布している.
さらに,  1.0 K/km 以下の領域は極域から中緯度 (緯度 $90^{\circ}$ から $30^{\circ}$) にかけて広がっており, 低緯度に向かうほど, 安定度の低い領域の幅が小さくなっている. 
このような安定度の低い領域の分布は, 観測結果に整合的である\cite{Ando2020}. 
低安定度層の強制安定度を負にすることで, 1.0 K/km 以下の領域は赤道側に拡大する. 
NS02 では, 赤道域で実現された安定度も 1.0 K/km 以下となっていて, NS05, NS06 では高緯度域だけでなく赤道域でも 0.2 K/km 以下の低安定度層が実現されている. 
加えて, 赤道域における低安定度層の厚さは, 低安定度層の強制安定度を小さくするほど厚くなっている. 
これは水平平均した実現された安定度分布 (図 \ref{fig:resultSSexp1}) において, 低安定度層の厚さが増すことと整合的である. 
\begin{figure}[htpb]
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case1/NSstabzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case5/NSstabzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case6/NSstabzh.png}
  \end{minipage}
  \end{tabular}
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case13/NSstabzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case24/NSstabzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case16/NSstabzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
  \caption{東西時間平均した実現された安定度の子午面分布. 
  等値線は 0 K/km から 6 K/km まで 1 K/km 間隔で引いたものである. 平均期間は 1 年である. }
  \label{fig:NSstabexp1}
\end{figure} 

\subsection{東西時間平均東西風}\label{subsec:Uexp1}
図 \ref{fig:Uexp1} は実験 1 で計算された東西時間平均東西風の子午面分布である.  
%金星には高度 60 km 付近に, 100 m/s 程度の東西風が吹いており, スーパーローテーションと呼ばれている.  %% 参考文献
%この風は金星の自転速度の約 60 倍 の風速で吹いており, 金星大気の大きな特徴の一つである. 
%以降では, 金星の自転速度の ⅹ 倍の風をスーパーローテーションと呼ぶことにする. %% 定義するならこんな感じ？
STD0 では, 高度 70 km 付近で 133 m/s 程度のスーパーローテーションが形成されており, 
両半球の緯度 $40^{\circ}$ 付近に確認できる中緯度ジェットは, 
赤道ジェットとほぼ同じ強さである. 
さらに, 赤道域の高度 45 km 付近にも東西風の極大値が存在する. 
NS01, NS02, NS03 の風速分布は, 高度 45 km 付近の東西風の極大値が存在するという点や, 
中緯度ジェットが赤道ジェットとほぼ同じ強さであるという点で, STD0 の風速分布と似た分布になっている. 
一方, NS04, NS05 では, 中緯度ジェットが赤道ジェットよりも弱く, 
赤道ジェットの現れる高度も STD0 や NS01 ― NS03 と比べて低くなっており, 東西風の分布は STD0 とは大きく異なる. 
低安定度層の強制安定度の変化に伴う, 最も明瞭な変化は東西風の最大値の変化である. 
東西風の最大風速は, 低安定度層の強制安定度を小さくするほど, 小さくなっている. 
特に, NS05 では東西風速の最大値が STD0 の東西風の最大値の半分程度である 70 m/s ほどになっている. 

\begin{figure}[htpb]
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case1/Uzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case5/Uzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case6/Uzh.png}
  \end{minipage}
  \end{tabular}
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case13/Uzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case24/Uzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case16/Uzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
  \caption{東西時間平均東西風の子午面分布. 等値線間隔は 7 m/s である. 平均期間は 1 年である. }
  \label{fig:Uexp1}
\end{figure} 



\subsection{渦位}\label{subsec:PVexp1}
(Ertel の) 渦位$q$は 
\begin{equation}
  q = \frac{\bm{\omega}_a\cdot\nabla\theta}{\rho}
\end{equation}
で表される\cite{Ertel}. ここで, $\bm{\omega}_a$ は絶対渦度, $\theta$ は温位, $\rho$ は密度である. 
渦位は摩擦がなく, 断熱的に空気塊が運動する際に保存される量である. 
Charney and Stern (1962)\cite{CharneyandStern} によると, 傾圧不安定の必要条件は, 等温位面上での渦位の南北勾配の符号が変化することである. 
%これは鉛直・南北両方向にシアーを持った帯状流に下端で南北温度傾度がゼロ（従って地表で鉛直シアー無し）という境界条件を課したモデルで，
%その不安定の必要条件は等温位面上での渦位の南北傾度が符号を変ずることである．
すなわち, 渦位の子午面分布図において, 等温位線に沿った渦位の逆勾配が存在することは, 傾圧不安定が発生する可能性があることを示唆する. %%消してもいいかも
通常, 渦位は赤道側ほど大きく, 渦位勾配は正となっている.  
逆に, 渦位が等温位線に沿って赤道側ほど小さくなる領域が, 渦位勾配が負になる領域である. 
つまり, 渦位の極大が存在すると, その低緯度側や下側に負の渦位勾配ができ, すなわち, 渦位の逆勾配が存在すると言える. 

実験 1 で計算された東西時間平均した渦位の子午面分布を図 \ref{fig:PVexp1} に示す. 
まず, 高緯度に注目する. 
STD0 では, 高度 58 km 付近に正渦位の領域が存在し, 等温位線に沿った渦位の逆勾配の存在が認められる. 
低安定度層の強制安定度を負にした NS01-NS05 でも同様に, 高緯度に正渦度域が見られ, 等温位線に沿った渦位の逆勾配が存在する. 
%特に NS04, NS05 では正渦位域が大きい. 
次に, 中緯度から低緯度に注目すると, STD0 では $-50^{\circ}$ 付近に渦位の極大値が存在する. 
NS01 - NS03 においても同様である. 
一方, NS04, NS05 では, このような極大は不明瞭であるが, 等温位線に沿った渦位の負の勾配は存在する. 
例えば, NS04 では 804 K の等温位線に沿った渦位勾配が, NS05 では 792 K や 796 K の等温位線に沿った渦位勾配が負になっている.  
\begin{figure}[htpb]
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.5cm]{figs/result1/case1/PVzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.5cm]{figs/result1/case5/PVzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.5cm]{figs/result1/case6/PVzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
\begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.5cm]{figs/result1/case13/PVzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.5cm]{figs/result1/case24/PVzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.5cm]{figs/result1/case16/PVzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
  \caption{東西時間平均渦位と東西時間平均温位の子午面分布. 
  等値線は等温位線を, 色は渦位を表す. 図は南半球のみを抜き出したものである. 
  白抜きの領域は渦位が負の領域で, 渦位勾配は正である. 
  等値線間隔は 4 K であり, 平均期間は 1 か月である. }
  \label{fig:PVexp1}
\end{figure}

%\newpage
\subsection{渦熱輸送}\label{subsec:heatexp1}
図 \ref{fig:heatexp1} は渦熱輸送 ($\overline{\rho v' \theta'},\overline{\rho w' \theta'}$) とその収束を表した図である. 
ここで, $\rho$ は密度, $v$ は南北風, $w$ は鉛直流, $\theta$ は温位であり, プライムは東西平均からのずれを, 上線は東西平均及び時間平均を意味する. 
渦熱輸送は, 擾乱による熱輸送を表す量である. 
傾圧不安定擾乱は熱を極向きかつ上向きに輸送する. 
つまり, 極向きかつ上向きの渦熱輸送は傾圧不安定の存在を示唆する. 

渦熱輸送の分布はSTD0, NS01 - NS03 と, NS04, NS05 で大きく異なる. 
STD0, NS01 - NS03 では, NS04, NS05 と比べて多量の極向きかつ上向きの渦熱輸送が見られ, 
高緯度の渦熱輸送と中緯度の渦熱輸送とはそれぞれ異なる特徴を持っている. 
この異なる特徴を持った高緯度と中緯度の 2 つの渦熱輸送は Kashimura et al. (2019)\cite{Kashimuraetal2019} の Fig.5 にも見られる. 
高緯度 ($-50^{\circ}$ から $-80^{\circ}$) の渦熱輸送は上向き成分が大きく, 鉛直方向に長く伸びている. 
この渦熱輸送は STD0 で最も強く, 低安定度層の強制安定度を負に変更した NS01 -NS03 ではやや弱くなる. 
中でも NS02 の高緯度の渦熱輸送は STD0 だけでなく, NS01, NS03 と比べても弱くなっている. 
%強制安定度を小さくしても, NS01 から NS03 までは大きく変化せず, ほぼ同じである.  
中緯度 ($-30^{\circ}$ から $-60^{\circ}$) の渦熱輸送は極向き成分が大きく, 南北方向に長く伸びている. 
この渦熱輸送も STD0 で最も強く, 低安定度層の強制安定度を負に変更した NS01 -NS03 ではやや弱くなる. 
一方, 極向きの渦熱輸送が生じている領域は, 低安定度層の強制安定度が小さくなるほど, 低緯度に伸びている. 
極向きの渦熱輸送が大きな領域は
STD0 では, $-30^{\circ}$ から $-70^{\circ}$ であるのに対して,  
NS03 では, $-20^{\circ}$ から $-70^{\circ}$ となっている. 
NS04, NS05 では, 他の 4 つの実験と比べて高緯度及び中緯度で渦熱輸送が弱くなっているものの, 
高緯度域に STD0 などで見られたものと同様の渦熱輸送が見られ, その上には他の実験では見られない発散域が確認できる. 
中緯度の渦熱輸送は小さくなる一方, 低緯度に渦熱輸送の大きな領域が出現している. 

%NS02だけちょっと変. 要確認かも

\begin{figure}[htpb]
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.2cm]{figs/result1/case1/heatzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.2cm]{figs/result1/case5/heatzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.2cm]{figs/result1/case6/heatzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
\begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.2cm]{figs/result1/case13/heatzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.2cm]{figs/result1/case24/heatzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.2cm]{figs/result1/case16/heatzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
  \caption{時間平均した渦熱輸送 ($\overline{\rho v' \theta'},\overline{\rho w' \theta'}$) とその収束. 
  ベクトルは渦熱輸送, 色はその収束を表す. 上線は東西平均を表す.  
  図は南半球を抜き出したものである. 平均期間は 1 か月である. }
  \label{fig:heatexp1}
\end{figure}

\newpage
\subsection{子午面流線関数}\label{subsec:msfexp1}
子午面流線関数$\Psi$は
\begin{equation}
  \Psi = \frac{2\pi a \cos\phi}{g}\int_{0}^{p}\overline{v}\mathrm{d}p
\end{equation}
で計算される. 
ここで, $a$ は金星半径, $\phi$ は緯度, $g$ は重力加速度, $v$ は南北風速, $p$ は圧力, 上線は東西平均を表す. 
子午面流線関数は, 子午面循環の形態やその強度を表す. 
傾圧不安定が発生すると, 極側で上昇し, 赤道側で下降する子午面循環, すなわち, 逆循環 (間接循環) が現れる.   

実験 1 で計算された質量流線関数の子午面分布を図 \ref{fig:msfexp1} に示した. 
暖色系の領域が時計回りの循環を, 寒色系の領域が反時計回りの循環を表す. 
北半球で反時計回り, 南半球で時計回りの循環が逆循環である. 
STD0 において, 逆循環は高度 55-57 km 付近の中緯度 ($-50^{\circ}$ 付近) に 1 セルのみ存在している. 
NS01, NS02 では, STD0 とほぼ同じ位置に, より強い逆循環が確認でき,   
さらに, 高緯度 ($-70^{\circ}$ 付近) に弱い逆循環が新たに現れている. 
この高緯度の逆循環は NS03 では非常に弱くなる. 
また,  NS04, NS05 に見られる逆循環はその他の場合と全く異なる特徴を持つ. 
逆循環の現れる高度は他の場合よりも低く, 46-50 km である. 
この循環は低緯度から中緯度にかけて広がっており, 大きな循環を形成している. 
逆循環の数は, NS04 では 1 セル, NS05 では 2 セルとなっていて, 
高緯度の逆循環は低緯度の逆循環と比べて弱い. 

NS04, NS05 において高度 65 km 付近に存在する, 南北方向に広がった強い直接循環も注目すべき特徴である. 
この直接循環は, STD0, NS01 の 75 km 付近と, NS02, NS03 の 70 km 付近に見られる直接循環が強くなったものと考えられる. 
低安定度層の強制安定度を小さくするにつれて, この直接循環が現れる高度は少しずつ低くなり, 循環は強くなる. 
%この直接循環が東西風速に影響を与えていることは考察で述べる. 
\begin{figure}[htpb]
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case1/msfzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case5/msfzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case6/msfzh.png}
  \end{minipage}
  \end{tabular}
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case13/msfzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case24/msfzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case16/msfzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
  \caption{東西時間平均した子午面流線関数の子午面分布. 等値線間隔は 100 kg/s. 平均期間は 1 年である. }
  \label{fig:msfexp1}
\end{figure}

\newpage
\section{考察とまとめ}
\subsection{低安定度層で実現された安定度}
低安定度層の強制安定度を小さくすることで, 低安定度層で実現される安定度を小さくすることができた. 
特に, $-1.5$ K/km 以下の強制安定度を用いると, 0.1 K/km 程度の中立に近い安定度を持つ低安定度層が実現された. 
しかし, 低安定度層の厚さは 10 km 程に大きくなるうえ, 実現された安定度の子午面分布や東西風の子午面分布は観測された分布とは異なるものになった. 
まとめると, AFES-Venus において, 低安定度層に観測された値に近い安定度 (0.1 K/km) を実現するためには -1.5 K/km 以下の強制安定度が必要だが, 
東西風の子午面分布などは観測に整合的な分布にならないという結果が得られた. 

\subsection{平均東西風}\label{subsec:K_Uexp1}
\ref{subsec:Uexp1} 節で述べたように, 低安定度層の強制安定度を小さくするほど, 東西風の最大風速は小さくなる. 
東西風は温度風の関係により, 南北温度勾配と結びついている. 
実験 1 において, 東西時間平均した南北温度勾配の子午面分布を図 \ref{fig:dTdyexp1} に示した. 
STD0 では, 緯度 $45^{\circ}$ 付近の中緯度と, 緯度 $75^{\circ}$ 付近の高緯度に大きな南北温度勾配が見られ, その領域で等値線間隔が狭く, 東西風の鉛直シアが大きくなっている. 
このような南北温度勾配の分布は NS01, NS02 でも見られるが, 低安定度層の強制安定度が小さくなると, 南北温度勾配も小さくなる. 
NS03 では, STD0, NS01, NS02 と比べて, 高緯度の南北温度勾配が小さく, 中緯度の南北温度勾配に関しては非常に小さくなっている. 
NS04, NS05 では, 高緯度の南北温度勾配も非常に小さくなり, 中緯度に至ってはほとんどゼロである. 
このような南北温度勾配の極地が存在している領域は図 \ref{fig:msfexp1} において, 高度 60-70 km 付近の直接循環が存在する領域と重なっている. 
\ref{subsec:msfexp1} 節で述べたように, 低安定度層の強制安定度を小さくすると, この直接循環は強くなる. 
直接循環の下端に吹く極向きの風は, 赤道から極に向かって熱を輸送する. 
つまり, この直接循環に伴う極向きの風が南北温度勾配を小さくし, 温度風の関係により, 東西風速が小さくなる. 
低安定度層の強制安定度を小さくしたときに中緯度ジェットが小さくなるのは, このことが原因であると考えられる. 
\begin{figure}[htpb]
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case1/dTdyzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case5/dTdyzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case6/dTdyzh.png}
  \end{minipage}
  \end{tabular}
  \begin{tabular}{ccc}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case13/dTdyzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case24/dTdyzh.png}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}[b]{0.3\linewidth}
    \centering
      \includegraphics[width=4.3cm]{figs/result1/case16/dTdyzh.png}
  \end{minipage}
\end{tabular}
  \caption{東西時間平均した南北温度勾配の子午面分布 (色) と東西時間平均した東西風の子午面分布 (等値線). 等値線間隔は 7 m/s で, 平均期間は 1 年である.}
  \label{fig:dTdyexp1}
\end{figure} 

\subsection{傾圧不安定}
\ref{subsec:PVexp1} 節で述べたように, 低安定度層の強制安定度を負にした場合でも, 等温位線に沿った渦位の逆勾配が存在し, 
傾圧不安定の必要条件を満たすことが分かった. 
さらに, 傾圧不安定の特徴である極向きかつ上向きの渦熱輸送が, 存在することも明らかになった. 
この極向きかつ上向きの渦熱輸送は, 低安定度層の強制安定度を負にするとやや小さくなった.   
特に, $-1.5$ K/km 以下 (NS04, NS05) では, 他の場合と比べて非常に小さい. 
これは, 乾燥対流調節が働いたことが原因であると考えられる. 
NS04, NS05 の低安定度層では, 不安定へ強く引っ張られるため不安定な状態が起きやすく, 乾燥対流調節が働き, それによって熱が上向きに輸送されてしまう. 
その分, 渦による上向きの熱輸送が減少してしまったと見られる. 
また, 図 \ref{fig:msfexp1} によると, いずれの実験でも逆循環の存在が確認でき, 渦位や渦熱輸送の分布と合わせて判断すると, 傾圧不安定が生じていると考えられる. 
傾圧不安定擾乱は強制安定度が $-1.5$ K/km 以下になると, $-1.0$ K/km 以上の場合に比べて低い高度の中緯度に出現する. 
逆循環の強さから, 傾圧不安定擾乱は, 低安定度層の強制安定度が $-0.5$ K/km の時に最も強く, $-1.0$ K/km から $-2.0$ K/km では, 強制安定度が低いほど強い. 



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