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プログラムのテスト計算 [deepconv/arare4]

3 次元モデルのテスト

音波計算

• xz 方向の音波の伝播 (地球大気の場合)
  • 対応する 2 次元モデルの計算
• yz 方向の音波の伝播 (地球大気の場合)

移流計算

• x 方向の移流計算 (y 方向一様)
  • 対応する 2 次元モデルの計算
• z 方向の移流計算 (y 方向一様)
  • 対応する 2 次元モデルの計算
• xz 方向の移流計算 (y 方向一様)
  • 対応する 2 次元モデルの計算
• y 方向の移流計算 (x 方向一様)
• z 方向の移流計算 (x 方向一様)
• yz 方向の移流計算 (x 方向一様)

サーマルの上昇 (1)

• y 方向一様
  • 対応する 2 次元モデルの計算
• x 方向一様)
• 3 次元の場合

サーマルの上昇 (2)

• y 方向一様
  • 対応する 2 次元モデルの計算
• x 方向一様
• 3 次元の場合

飽和蒸気圧のチェック

• 飽和蒸気圧のプロット

音波計算

計算実行のために必要となる音波減衰項の値を経験的に求めるために, 音波の伝播を計算した.

• 地球大気の場合(1), 地球大気の場合(2)
• 木星大気の場合(1)

上記の結果から, 木星大気の場合には, 音波減衰項の値として以下の数値を利用することにした.

水平 150 km, 鉛直 150 km (解像度 3 km, 1.5 km) --> 音波減衰項 1e-8 (クーラン数 0.4 程度)
水平 512 km, 鉛直 300 km (解像度 2 km) --> 音波減衰項 5e-9 (クーラン数 0.4 程度)

重力流の計算

Skamarock and Klemp (1989) の Cold bubble 実験.

• その 1: dx = dz = 300 m の場合
• その 2: dx = dz = 150 m の場合

Skamarock and Klemp (1989) の Warm bubble 実験.

• その 1: dx = dz = 300 m の場合

内部重力波の計算

Scamarock and Klemp (1994) の似非内部重力波水平伝播再現実験.

• dx = dz = 1000 m, スポンジ層あり
• dx = dz = 1000 m, スポンジ層なし
• dx = 1000 m, dz = 500 m, スポンジ層なし, 初期水平流速毎秒 20m

K-H 不安定

• dx = dz = 20 m
• dx = dz = 10 m

サーマルの上昇

大気深部からサーマルを上昇させた際に発生する対流雲の生成発達を調べる. Hueso and Sanchez-Lavega (2001) の設定を参考にした.

• 木星大気: 湿度 99% の場合

雲対流計算

MPI 並列化テスト

• サーマルの上昇実験

地球大気を想定した計算

• Nakajima (1994) の再計算(1)
• Nakajima (1994) の再計算(2)
  • Use new source code (20061019)
• Nakajima (1994) の再計算(3)
  • 上記の設定に誤りがあったため再計算

木星大気を想定した計算

多数の雲の生成消滅が繰り返された結果として決まる平均的な大気構造を調べる.

• -0.01 K/day 実験
  • 太陽組成の 1 倍, [ [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8] ]
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
• -0.1 K/day 実験
  • 太陽組成の 1 倍
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
  • 太陽組成 0.1 倍
    • 太陽組成の 0.1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
  • 太陽組成 0.3 倍
    • 太陽組成の 0.3 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
  • 太陽組成の 3 倍[1][2]
    • 太陽組成の 3 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
  • 太陽組成の 10 倍[1][2][3]
    • 太陽組成の 10 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
• -1 K/day 実験
  • 太陽組成 1 倍
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -1 K/day, 水平距離 512 km
  • 太陽組成 0.1 倍
    • 太陽組成の 0.1 倍, 放射強制 -1 K/day, 水平距離 512 km
  • 太陽組成の 5 倍
    • 太陽組成の 5 倍, 放射強制 -1 K/day, 水平距離 512 km
  • 太陽組成の 10 倍
    • 太陽組成の 10 倍, 放射強制 -1 K/day, 水平距離 512 km
• 水平領域をパラメタ
  • 水平領域 1 倍
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 512 km
  • 水平領域 2 倍
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 1024 km
  • 水平領域 10 倍
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 5120 km
• 参考
  • H2O のみ凝結
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 512 km
  • NH3 のみ凝結
    • 太陽組成の 1 倍, 放射強制 -0.1 K/day, 水平距離 512 km

乾燥対流

Odaka et al. (1998) の再計算

• 2 次元計算
  • その1: 解像度を変えた場合
  • その2: 放射強制の大きさを変えた場合
• 3 次元計算
  • その1: 解像度を変えた場合

その他

deepconv/arare4 開発時の主だったチェック計算は, 以下参照.

• テスト計算ディレクトリ一覧

• 2007/07/13 (杉山耕一朗)