地球流体セミナー
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: KIROKU-oku
: 3/24 第四部 (20:00 -
1. 研究の動機
鉛直一次元計算
温度構造に対するダストの影響
・ダストなし
観測(Kilore et al. 1972 and Hanel et al. 1972)と合わない
・ダストあり
観測と合う
オプティカル・デプス 0.1
ダストが動的に扱われた研究がない
Q:
ダストありの場合の 5 km 〜 の温度勾配は何？
A:
放射平衡
Q:
昼と夜で傾きが同じなのはなぜ？
A:
Q:
静的安定度のときの傾きはどのくらいなの？
A:
N 〜 0.60 × 10^-2 (1/sec)
N^2 = g/\theta (\p \theta/ \p z)
だいたい 1 km で 1 度変わればよい．
N^2 = 3/200 (20/10) = 3 10^-3
N=\sqrt{0.3} \times 10^{-2}
= 0.6 \times 10^{-2}
Q:
ダストの高度分布
A:
10 km から 20 km くらい(スケール・ハイト)
Q:
ダストの頻度
A:
最近(ここ 10 年くらい)頻度が少ない
巻き上げ → 移流 → 加熱 → 落下を全て考慮しあモデルはなかった
ダストを巻き上げるのは誰？
・GCM の風では足りない
・実際はどこでも巻き上がる？
dust devil
・熱対流で巻き上がるだろうか？
Greeley et al. 1980
粒径とそれを動かせる風速の風洞実験
Q:
100 ミクロン・メートルの粒径がもっとも動きやすいのはなぜ
A:
重さと接触面積との関係
2. 本研究の目的
ダストを「きちんと」考慮した火星大気放射対流の数値計算
・力学と熱力学の両方に組み込む
・フィードバックのかかり方に注目
まずは対流の様子を調べる
・赤外放射だけ
・ダストなしから考える
・地表面温度は外部から与える
3. モデル
大気モデル
・2 次元非弾性方程式系
・自転効果なし
乱流拡散係数
・2 次のクロージャー法
Klemp and Wilhelmson, 1978
地表フラックス
・バルク法: Louis(1979) のパラメタリゼーション
放射過程
・赤外放射
Pollack et al, 1981; Ye et al., 1990
Q: 自転がなくても火星なのか?
A:
赤道上
火星を念頭に置いている(火星っぽいの)
4. 方程式系
略
Q:
地球の積雲対流では乱流の拡散によるエネルギーを熱力学に反映しているのか？
A:
2 年まえに入れると入れないで 7 W 違うことがわかった
最近は入れているのもある
Q:
0.488 て何
A:
方向積分のときでる？
\int_0^1 \mu E(\mu) d\mu \simeq \overline{\mu} E (\overline{\mu})
経験上得られた
5. 離散化
差分スキーム
移流 4 次元中央差分
その他 2 次中央差分
圧縮方程式
ディメンジョン・リダクション法
水平方向にはフーリエ展開
格子配置
アラカワ C タイプ
スカラー量とベクトル量を半格子ずらす
フラックス計算に都合がよい
実験設定: 地表面温度
51.2 km \times 20 km (放射計算は 25 km)
水平，鉛直ともに格子
6. 計算結果
温位偏差，鉛直風，水平風
温位偏差:
水平平均温位:
鉛直風:
水平風:
20 m/s を得る
加熱率(水平時間平均):
地表摩擦(LT=14:400):
顕熱フラックス:
12 時に 15 W(maxima)
正味放射フラクッス:
対流の寄与はけ結構大きい．
背の高い対流が見られる
大気への正味の加熱:
顕熱:
1 次元系との比較:
最も近いのは Gierasch and Goody (1986)
Q:
ダストを含めると押さえる働き
okuyama naonori
平成12年3月29日