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001 第1章. 研究背景と目的
001 1.1. 木星表面の雲層の概観
002
003
004 1.2. 木星の雲対流に関する従来の研究
004 1.2.1. 熱平衡計算の結果を基にした雲の鉛直分布
005
006 1.2.2. ガリレオ探査機による雲の観測
006 分光観測.
007
008 直接観測.
008 1.2.3. 電波観測
009 1.2.4. シューメーカーレビー第 9 彗星の衝突波
010
011 1.2.5. 1 つの雲の生成発達の直接数値計算
011 1.2.6. H 2O の凝結のみ考慮した雲対流の直接数値計算
012
013 1.3. 本研究の目的
014
015 第2章. 熱平衡計算による成層構造の推定
015 2.1. はじめに
016
017 2.2. 静的安定度の計算方法
018
019 2.2.1. ギブス自由エネルギーと平衡組成
020 2.2.2. 偽湿潤断熱構造
021
022 2.3. 計算結果
023
024
025
026 2.4. まとめと議論
026 2.4.1. 凝結成分が十分少ないという近似の適用範囲
027
028
029 2.4.2. SL9 衝突波の位相速度に関する再検討
030
031 第3章. 雲対流の直接数値計算
031 3.1. はじめに
032
033 3.2. 雲対流モデルの定式化
033 3.2.1. 数値モデルの概要
033 3.2.2. 運動方程式・圧力方程式・熱の式・混合比の保存式
034
035 3.2.3. 雲微物理過程のパラメタリゼーション
036
037
038 3.2.4. 放射強制項の扱い
038 3.2.5. 乱流混合のパラメタリゼーション
039
040 3.2.6. 比熱の温度依存性を無視したことの考察
041
042
043 3.3. 数値実験の概要
044
045
046 3.4. 標準実験の結果
046 3.4.1. 実験の概要
046 3.4.2. 対流運動と凝結成分分布の描像
047
048 3.4.3. 流れ場の形成および安定度との関係
049 3.4.4. 実験のまとめ
050
051
052
053
054
055 3.5. 凝結成分の存在量に対する応答実験
055 3.5.1. 実験の概要
055 3.5.2. 対流運動と凝結成分分布の描像
056
057
058
059
060
061
062
063
064
065
066
067
068 3.5.3. 対流活動の時間変化とその要因
069 5. solar 実験における対流運動の間欠性の描像
070 3.5.4. 実験のまとめ
071
072
073
074
075 3.6. 冷却率の大きさに対する応答実験
075 3.6.1. 実験の概要
075 3.6.2. 対流運動と凝結成分分布の描像
076
077
078
079
080
081
082
083
084 3.6.3. 対流活動の時間変化とその要因
084 3.6.4. 実験のまとめ
085
086
087 3.7. 計算領域の大きさに対する応答実験
087 3.7.1. 実験の概要
087 3.7.2. 対流活動の間欠性の変化
088 3.7.3. 実験のまとめ
089
090
091 3.8. まとめ
092
093
094
095 第4章. まとめと議論
095 4.1. 現実の木星大気の対流構造に対する示唆
096 4.2. 今後の展開に向けて
097
098
099 謝辞.
100
101 付録A. 熱平衡計算コードの定式化と離散化
101 A.1. はじめに
102 A.2. RAND 法
102 A.2.1. 気相のみの場合
103
104
105 A.2.2. 多相系の場合
106
107 A.2.3. 負のモル数の回避
108 A.2.4. 初期モル数の作成方法
109 A.2.5. RAND 法の例外
110 1. 成分 2 相系の場合
110 多成分多相系の場合.
111 A.3. 化学ポテンシャル, エントロピーの計算方法
112 A.3.1. 比熱を用いる場合
112 希ガス.
112 スプライン補間.
113 A.3.2. 飽和蒸気圧を用いる場合
114 Antoine. 式を利用する場合
114 AMP. 式
115
116 A.3.3. 化学反応の圧平衡定数を用いる場合
117 A.4. 飽和蒸気圧の経験式の適用範囲
118
119
120
121 付録B. 静的安定度の定式化
121 B.1. 静的安定度の定義
122
123 B.2. 惑星大気の静的安定度の定式化
124 B.2.1. 2 成分系での静的安定度の定式化
124 断熱温度減率.
125 乾燥断熱温度減率.
126 湿潤断熱温度減率.
127 静的安定度.
128
129
130
131 付録C. 雲対流モデルの定式化
131 C.1. 準圧縮方程式系の導出
131 C.1.1. 基礎方程式系
132
133
134 C.1.2. 基本場と擾乱場の分離
134 C.1.3. 水平方向の運動方程式の導出
135 C.1.4. 準圧縮系方程式系
135 鉛直方向の運動方程式の導出.
136
137 圧力方程式の導出.
138 熱の式の導出.
138 凝結成分の混合比の保存式の導出.
139 まとめ.
140 C.2. 乱流パラメタリゼーション
140 C.2.1. サブグリッドスケールの運動エネルギー方程式
141
142
143
144
145 付録D. 雲対流モデルの離散化
145 D.1. 離散化の概要
145 D.1.1. 格子と変数の配置
145 D.1.2. 空間, 時間方向の離散化の方法
146 D.2. 空間方向の離散化
147 D.2.1. 平均操作
148 D.2.2. 空間微分の離散化
148 2. 次精度中心差分
149 4. 次精度中心差分
149 D.2.3. 空間離散化した基礎方程式
150
151 D.2.4. 境界条件
151 周期境界条件の与え方.
151 すべりなし条件の与え方.
152 応力なし条件の与え方.
153 D.3. 時間方向の離散化
153 D.3.1. 運動方程式と圧力方程式
154 音波に関連する項の時間方向の離散化.
155
156
157
158
159 音波に関連しない項の時間方向の離散化.
160
161 D.3.2. 熱力学の式と混合比の保存式の離散化
162
163 湿潤飽和調節法.
164
165 D.3.3. 乱流運動エネルギーの式
166
167 D.3.4. 時間フィルター
167 D.3.5. スポンジ層
168
169 D.4. 補遺
169 D.4.1. (D.65 ) 式の導出
170
171 D.4.2. 湿潤飽和調節法の導出
172 D.4.3. 潜熱
173 D.4.4. 反応熱
174
175 付録E. 上昇するサーマルに対する分子量の影響
176
177 参考文献.
178
179
180
181
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185
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last update: 2007/08/09 18:45:10;