#!/usr/bin/env ruby1.8
# -*- coding: euc-jp -*-
#
#= dcmodel thumbnail generate ruby script
#
#  Editor :: yukai
#  Version:: 2011/05/02 18:29:03
#
#== Overview
#
#This file is generate by following ruby script automatically.
#
#      /home/yukai/public_html/dcpam/Earth_exp/T21L22/CLT/thum-src/dcmodel-thum.rb
#      version "$Revision: 1.31 $ : $Date: 2007/05/22 05:13:14 $"
#
#Please edit this file according to your purpose.
#
#== Usage
#
#Please check following sample page and reference manual.
#
#  http://www.gfd-dennou.org/library/dcmodel/doc/dcmodel-tools/dcmodel-thum-sample
#  http://www.gfd-dennou.org/library/dcmodel/doc/dcmodel-tools/dcmodel-thum-rdoc
#
##################################################

require "/GFD_Dennou_Club/ftp/arch/dcpam/sample/2011-06-21_yukai_1/thum-src/dcmodel-thum.rb"
#require "/home/yukai/public_html/dcpam/Earth_exp/CLT/thum-src/dcmodel-thum.rb"

######################################################
# DCModelThumbnail のインスタンスを作成 (必須)
thumb = DCModelThumbnail.new

# サムネイル実行コマンド (必須)。最後に実行すること
END{
  thumb.create
}

#thumb.copyright = "GFD Dennou Club"
                              # コピーライト

thumb.index     = "../CLT"
                              # 作成されるサムネイルのファイル名 (拡張子除く)

#thumb.index_ext = ".htm"
                              # 作成されるサムネイルの拡張子名

thumb.infofile  = "#{File.basename(thumb.index)}.txt"
                              # 「情報ファイル (infofile)」のファイル名

#thumb.ext_list.push("bmp")
                              # 画像ファイルとして認識させたい拡張子の
                              # 追加。デフォルトでは 
                              # gif, png, jpg, jpeg,
                              # GIF, PNG, JPG, JPEG
                              # が認識される。

#thumb.headlimit = "headlimit_"
                              # headlimit に当てはまらないものは画像と
                              # しては無視され、当てはまるものは「情報
                              # ファイル」において、接頭部分 headlimit 
                              # を省略して指定することが可能となる。

#thumb.blankfig = true
                              # 画像ファイル名を表示しない

#thumb.figdir    = "../figdir"
                              # 絵のあるディレクトリの名前。
                              # 必ず存在していなければならない。

#thumb.thumbnaildir    = "../thumbdir"
                              # サムネイル画像を置くディレクトリの名前

#thumb.thumbnailtail    = ".png"
                              # サムネイル画像の拡張子名

#thumb.thumbnailpage = "1"
                              # サムネイル画像化する元画像のページ番号

#thumb.convert_cmd = "convert -depth 8 -geometry"
                              # convert コマンドおよびオプション。この
                              # 後ろに画像サイズが 200x150 のような形
                              # 式で指定される。

#thumb.convert_overwrite = false
                              # convert コマンドが実行される際、既に出
                              # 力先のファイルがある場合に上書きするた
                              # めのフラグ。これが false の場合、出力
                              # 先のファイルが存在し、且つ元のファイル
                              # よりも新しい場合は変換を行わない。

#thumb.css       = "./dcmodel.css"
                              # スタイルシートファイル

#thumb.rd2_path  = "/usr/bin/rd2"
                              # rd2 コマンドへのパス

#thumb.rd2htmlextlib = "/GFD_Dennou_Club/ftp/arch/dcmodel/lib/ruby/1.8"
                              # rd2-ext-lib へのライブラリへのパス

#thumb.mksigen = false
                              # SIGEN ファイルを作らない場合は false 
                              # にセットする

#thumb.norobots = true
                              # HTML のロボット検索を禁止する場合には 
                              # true にセットする

#thumb.img_width  = 200
                              # 画像ファイルサイズ (幅)

#thumb.img_height = 150
                              # 画像ファイルサイズ (高さ)

#thumb.figtable_num = 4
                              # 横にならべるファイル数

#thumb.style = <<-STYLE
#  a:link { color:#269900; }
#  a:visited { color:#269900; }
#  a:hover { color:#99FF33; }
#STYLE
                              # スタイルシートを直接設定するためのもの 
                              # (css ファイルに書き込む情報を直接指定
                              # できる)

#thumb.html_author  = "yukai"
                              # html の作成者情報 (デフォルトはユーザ
                              # アカウント名が自動取得される)

thumb.title     = "雲の放射と移流の有無による放射の変化"
                              # html ヘッダのタイトル

                              # 本体に書き出すメッセージ。サムネイルの
                              # 部分よりも上に出力される。この変数自体
                              # は Array オブジェクトで、その内部に 
                              # String オブジェクトが格納される。

                              # フッターメッセージ。
                              # "=" ではなく、"<<" で代入することに注意！！
thumb.footer    = Array.new
#thumb.footer    << <<-Footer
# 
#Footer

                              # メッセージ。
                              # "=" ではなく、"<<" で代入することに注意！！
thumb.message   = Array.new
thumb.message   << <<-Message

=begin 雲の寿命と移流の有無による放射の変化

= 雲の寿命と移流の有無による放射の変化

* ((<概要>))
* ((<実験環境>))
* ((<実験設定>))
* ((<考察メモ>))
* ((<結果>))

== 概要

雲の寿命 (CloudLifeTime) を変化させた時の放射 (OLR, OSR) の変化を調べた.
また, 移流項を含めた場合と含めていない場合の両方の計算を行った.

実験背景や dcpam における雲水量の決定方法についてはこちらのドキュメント (((<pdf 形式|URL:./doc/cloudwater.pdf>))) ((<(tex 形式|URL:./doc/cloudwater.tex>)))にまとめている.

#=== 更新履歴
#
#* 2011.08.24 / 絵が横に 4 枚ずつ並ぶよう変更 
#* 2011.08.01 / 実験背景等のドキュメントを追加, リンクを修正 
#* 2011.07.18 / 追実験の結果や考察を他のページへ移動 
#* 2011.07.16 / 考察を追記, 整理 
#* 2011.07.13 / NCEP の 1988-2007 年の全球平均値を追加. 雲水の補正方法に関する考察メモを追記 
#* 2011.07.12 / 年平均・東西平均した OSR の絵を追加, OLR の絵を修正
#* 2011.07.11 / 年平均・東西平均した OLR の絵を修正, 全球平均の値を 10 年平均値に変更
#* 2011.07.08 / 年平均・東西平均した OLR の絵を追加
#* 2011.06.22 / 概要を更新
#* 2011.06.12 / スペクトル変換に関する実験の修正版の結果を追記. (絵は未更新)
#* 2011.06.06 / 雲水の粒径 15 μm の場合の結果・考察メモと, 海水温度分布・海氷分布に関する実験結果・NAMELIST を追加 (絵は未更新)
#* 2011.05.27 / 海水温度分布を与えずモデル内で計算した場合の結果を追記 (絵は未更新)
#* 2011.05.20 / 雲の寿命が 0 秒, 1000 秒の場合の結果を追記 (絵は未更新)
#* 2011.05.17 / 雲水の粒径に関する実験の結果をメモを追記
#* 2011.05.11 / スペクトル変換に関する実験の結果とメモを追加, 実験環境・設定を追記
#* 2011.05.03 / 既存の図編集, OLR と OSR の図追加, 地球の OLR の引用元変更
#* 2011.05.02 / ページ作成

== 実験環境

下記の 2 台で計算した. コンパイラ, 依存するライブラリは同じ (同じバージョン) である.

=== 計算機名 : joho09-itpass

  * CPU : Intel(R) Core(TM)2 Quad CPU Q9550 @ 2.83GHz
  * OS  : GNU Debian Linux 5.0 (lenny)
  * uname -a : Linux joho09-itpass 2.6.26-2-amd64 #1 SMP Thu Nov 25 04:30:55 UTC 2010 x86_64 GNU/Linux


=== 計算機名 : joho12-itpass

  * CPU : Intel(R) Core(TM) i7 CPU 860  @ 2.80GHz
  * OS  : GNU Debian Linux 6.0 (sueeze) 
  * uname -a : Linux joho12-itpass 2.6.32-5-amd64 #1 SMP Mon Mar 7 21:35:22 UTC 2011 x86_64 GNU/Linux


=== コンパイラ

* Fujitsu Fortran 6.0

=== 依存するライブラリ (バージョン)

  * netCDF (3.6.2)
  * gtool5 (20101228-1)
  * ISPACK (0.93)
  * spmodel (0.6.1)


== 実験設定

* ソースファイル
  * dcpam5 ver.20110407 [((<tar.gz|URL:./src/dcpam5-20110407.tgz>))]
  * ((<ソースツリー|URL:./src/dcpam5-20110407>))

* NAMELIST ファイル
  * 移流あり
    * 雲の寿命: ((<900 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT0900-AdvT.nml.txt>)), ((<1000 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT1000-AdvT.nml.txt>)),\
      ((<1200 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT1200-AdvT.nml.txt>)), ((<1500 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT1500-AdvT.nml>))

  * 移流なし
    * 雲の寿命: ((<0 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT0000-AdvF.nml.txt>)), ((<900 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT0900-AdvF.nml.txt>)),\
      ((<1000 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT1000-AdvF.nml.txt>)), ((<1200 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT1200-AdvF.txt>)),\
      ((<1500 秒|URL:./nml/dcpam_E_T21L22_CLT1500-AdvF.nml.txt>))


* 空間解像度 : T21L22
  * 経度格子点数 : 64 (格子間隔 5.6 度)
  * 緯度格子点数 : 32
  * 鉛直層数 : 22

* タイムステップ : 24 分
* 積分時間 : 20 年

* 初期値
  * 温度場 : 280 K + 小擾乱
  * 地表面気圧 : 10^5 Pa
  * 東西風速 : 0 m/s
#  * 比湿: ??

#* 境界条件

* 惑星半径 : 6371 km
* 重力加速度 : 9.8 m/s


== 考察メモ

=== 雲の寿命に対する OLR, OSR の依存性:「移流あり・なし共に単調減少の傾向」の理由

* OLR 
  * 雲の寿命が長く, したがって雲の光学的厚さが大きい場合, より高高度で光学的厚さが 1 になるため OLR は小さくなる
    * より高高度にある大気による放射が "見える" 
    * その大気の温度は惑星表面よりも低い

* OSR
  * 雲の寿命が長く, したがって雲の光学的厚さが大きい場合, 入射短波放射がより反射されるため OSR は小さくなる
     * (OSR は入射短波放射の逆符号をとった値)


=== OLR と OSR が釣り合っているか？

(絵から読み取れること)

  * OLR と OSR の和 (fig.3) 
    * 移流あり・なし共に単調増加の傾向が見れる
  
  * 移流ありの場合
    * 雲の寿命による違いは, 移流なしの場合に比べて小さい
    * 差の大きさは移流なしの場合よりも大きく, 釣り合っているとは言いにくい

  * 移流なしの場合
    * 雲の寿命が長い程, 差が開いているが, モデルの精度の範囲だと思われる


(まとめ)

  * "移流なし" の場合には OLR と OSR は釣り合っている. 
    * OLR と OSR の和は雲の寿命によって変化するものの, いずれの場合も値は Ｏ(1) であり, モデルの精度の範囲内で釣り合っていると言える.
  * "移流あり" の場合には釣り合っていない


=== 実際の地球の長波放射の値と似ているか？

(全球平均した値)

  * Trenberth et al. (2009) との比較 (fig.3)
    * 雲の寿命が 1200 秒のとき, よく合っている
      * O(1) の違いはあるが, これはモデルの精度の範囲内である
      * 値がもっとも近いのは, 移流の有無ごとでは以下の場合
        * 移流あり : 雲の寿命が  900 s の時
        * 移流なし : 雲の寿命が 1200 s の時
    * Trenberth et al. (2009) の値
      * 238.5 W/m-2 (fig.1 より)
    * dcpam の計算結果
      * 全球平均した OLR と OSR (絶対値) の平均値
        * 移流あり・なし共に単調減少の傾向
        * 移流ありの場合の方が移流のない場合に比べて傾きが大きく, 放射の平均値は小さい
  
(東西平均した緯度分布)

  * NCEP 再解析データ (1988-2007 年) との比較 (fig.5, fig.6)
    * OLR の東西平均分布は熱帯域 (緯度 約 -20 度から 20 度) を除いてよく合っている
      * dcpam における雲の扱いに原因があるのでは？
        * 熱帯域では雲の生成が活発であるため, 中高緯度に比べてモデルにおける雲の扱いがより大きく OLR へ影響すると考えられる 
    * OLR に比べると, OSR の東西平均分布は dcpam と NCEP で異なっている 
      * NCEP の OSR の全球平均値は, Trenberth et al. (2009) の値と異なっている. これが原因？
    * NCEP 再解析データの 1998-2007年 における全球平均値
      * OLR: 237.579271830377 W/m^2
        * Trenberth et al. (2009) の値とほぼ同じ
      * OSR: 225.37284248232 W/m^2
        * Trenberth et al. (2009) の値から O(10) でずれている


=== 本実験のまとめ


* 今回の条件では, 移流を含めると, OLR と OSR が釣り合った上で地球と同じような値にすることはできないようだ
  * ただし, 移流を考慮した場合に雲の寿命に対して OLR - OSR の値が依存しなければいけない理由はないかもしれない
    * 時間ステップ > 雲の移流時間 であるため


(課題)

* 移流を含めると上手くいかない理由は？
  * ((<雲の移流を考慮した効果の確かめ|URL:../2011-06-21_yukai_2/>))

* 移流の有無に対する OLR, OSR の応答が異なる (OLR に比べて, OSR は移流の有無に依存しない) 理由
  * 短波と長波に対する光学的厚さが違う?
    * OLR にとっては "濃い大気" でも, OSR にとっては "薄い大気" なのかもしれない, ということ
    * これを調べるには少し手間がかかる
  * (済) OSR を決める上で, 雲による短波の散乱・吸収は他の過程 (大気分子による散乱・吸収, 地球表面による反射) に比べて支配的ではないのだろうか?
    * 雲の寿命を 0 秒にした場合, OSR が増加したことから, この可能性は低そう

* (済) 雲粒の粒径に対する依存性
  * 結果は((<こちらのページ|URL:../2011-06-21_yukai_3>))



== 結果

=== OLR と OSR の全球平均値 (W/m^2)

            
  雲の寿命(秒)        0.0d0             900.0d0           1000.0d0          1200.0d0          1500.0d0
  --------------------------------------------------------------------------------------------------------
  移流あり   OLR                    212.776641165462  210.478295376942  206.339980640381  201.077835801546
             OSR                   -243.869892053366 -241.451899555753 -237.336554371819 -232.054470441538 
  --------------------------------------------------------------------------------------------------------
  移流なし   OLR  265.244929936016  243.742920577921  242.97203870534   241.788266799155  240.203197830703
             OSR -283.519714079173 -246.00376207544  -243.681763422724 -239.591341218446 -234.134403827293

#  雲の寿命(秒)        0.0d0             900.0d0           1000.0d0          1200.0d0          1500.0d0
#  --------------------------------------------------------------------------------------------------------
#  移流あり   OLR                    212.778716248946  210.33950989807   206.369492254654  201.141048277318
#             OSR                   -243.816913353314 -241.378508060725 -237.32121503367  -231.974804541078 
#  --------------------------------------------------------------------------------------------------------
#  移流なし   OLR  265.160601884789  243.708746895953  243.184226994299  241.742170477544  240.237811096467
#             OSR -283.595257605716 -245.960317253562 -243.766114850433 -239.627083254009 -234.252893721051



=== 図

* fig.1 から fig.4
  * 積分時間の 11 年目から 20 年目の値を全球平均した OLR, OSR
  * 雲の寿命が 900, 1200, 1500 秒で移流あり/なしの場合を描画

* fig.5, 6
  * 10 年平均・東西平均した OLR (fig.5), OSR (fig.6)
  * 実線: 雲の寿命が 1200 秒で移流なしの場合の計算結果
    * 積分時間 (20 年) の後半 10 年間分を平均
  * 破線: NCEP の再解析データを平均した値 (1988 年から 2007 年の値の東西平均値)
    * 再解析データの NetCDF ( ((<上向き長波放射|URL:./data/ulwrftop.mon.mean.nc>)), ((<上向き短波放射|URL:./data/uswrftop.mon.mean.nc>)), ((<入射短波放射|URL:./data/dswrftop.mon.mean.nc>)) )
      * ((<取得元: 京都大学生存圏研究所 の NCEP 再解析データミラーサイト|URL:http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/ncep/>))
=end


Message

