同期回転惑星 (T21L16)

概要

dcpam5 において水惑星を同期回転 (日射分布が移動しない) 状態に置いた実験を行った.

実験環境

• システム: PC
  • /proc/cpuinfo の model name: Intel(R) Xeon(R) CPU X5460 @ 3.16GHz
  • OS: GNU Debian Linux 5.0
  • uname -a: Linux cps-whale01 2.6.26-2-amd64 #1 SMP Wed Aug 19 22:33:18 UTC 2009 x86_64\

GNU/Linux

• コンパイラ: frt: Fujitsu Fortran Driver Version 1.0 (Nov 1 2005 19 :59 :21)
• 依存するライブラリとバージョン
  • netCDF ver. 4.0.1
  • gtool5 ver. 20090602
  • ISPACK ver. 0.82
  • spmodel ver. 0.5.0

実験設定

• プログラム: dcpam5 ver. 20090405
  • ソースツリー
  • [tar.gz]
• NAMELIST ファイル
• 初期値
  • 同じ条件において 2000 日走らせたものをそのままリスタートさせた
• 計算領域
  • 水平(λ,φ): 全球 (λ=[0, 360], φ=[-90, 90])
  • 鉛直(σ=p/p0): 大気下端〜上端 (σ = [0, 1])
• 境界条件
  • 水平(λ,φ) : 周期境界条件
  • 鉛直(σ) : dσ/dt = 0 (σ = 0, 1)
• 数値解法
  • 水平(λ,φ) : スペクトル法 (球面調和関数展開・三角形切断)
  • 鉛直(σ) : 差分法 (Arakawa and Suarez, 1983)
  • 時間(t) : リープフロッグスキーム.
    • ただし重力波の項にはセミインプリシット法を用いる. 時間フィルター (Asselin, 1972). を用いる. フィルター係数は 0.5E-01.
• 空間解像度
  • 経度格子点数: 64 (5.6度)
  • 緯度格子点数: 32 (5.6度)
  • 鉛直層数: 16
• 最大波数: 21
• 積分時間: 35000. [day]
  • 最後の 33000 日を解析に使用
• 時間間隔: 8. 分
• 惑星半径: 6371000. [m]
• 自転角速度: 0.7271999999999999E-04 [s-1]
• 重力加速度: 9.800000000000001 [m s-2]
• 乾燥大気定圧比熱: 1004.6 [J K-1 kg-1]
• 乾燥大気平均分子量: 0.28964E-01 [kg mol-1]
• 乾燥大気気体定数: 287.0459881231874 [J K-1 kg-1]
• 最大波数に対する e-folding time: 3. [hours]
• 超粘性の次数: 8
• 力学過程
  • プリミティブ方程式系
• 物理過程
  • 積雲パラメタリゼーション: 湿潤対流調節 (Manabe et al., 1965)
  • 大規模凝結
  • 放射
    • 経度 0 - 180 度に時間変化しない日射分布を与える
    • 太陽定数: 1380. [W m-2]
    • 大気アルベド: 0.
    • 短波放射: 0 色
    • 長波放射: 1 色
    • 短波を計算する時間ステップ: 8 分
    • 長波を計算する時間ステップ: 8 分
  • 地表面
    • アルベド: 0.
    • 熱容量: 0.

実行結果に関する付加情報

• 標準出力

実験結果

• 熱収支と水収支

Tg_anim-xy.gif 地表面温度 10 日平均の動画	Rain_anim-xy.gif 降水 10 日平均の動画	Ps_anim-xy.gif 地表面気圧 10 日平均の動画
Temp_anim-xy-sigma0.5.gif 気温(sigma=0.5) 10 日平均の動画	U_anim-xy-sigma0.2.gif 東西風速(sigma=0.2) 10 日平均の動画
EVap-x0-180_timeseries-xymean.png 潜熱フラックス時系列 昼半球平均	EVap-x180-360_timeseries-xymean.png 潜熱フラックス時系列 夜半球平均	EVap_timeseries-xymean.png 潜熱フラックス時系列 全球平均
OLR-x0-180_timeseries-xymean.png OLR時系列 昼半球平均	OLR-x180-360_timeseries-xymean.png OLR時系列 夜半球平均	OLR_timeseries-xymean.png OLR時系列 全球平均
Rain-x0-180_timeseries-xymean.png 降水時系列 昼半球平均	Rain-x180-360_timeseries-xymean.png 降水時系列 夜半球平均	Rain_timeseries-xymean.png 降水時系列 全球平均
SLR-x0-180_timeseries-xymean.png SLR時系列 昼半球平均	SLR-x180-360_timeseries-xymean.png SLR時系列 夜半球平均	SLR_timeseries-xymean.png SLR時系列 全球平均
Sens-x0-180_timeseries-xymean.png 顕熱フラックス時系列 昼半球平均	Sens-x180-360_timeseries-xymean.png 顕熱フラックス時系列 夜半球平均	Sens_timeseries-xymean.png 顕熱フラックス時系列 全球平均
Tg-x0-180_timeseries-xymean.png 地表面温度時系列 昼半球平均	Tg-x180-360_timeseries-xymean.png 地表面温度時系列 夜半球平均	Tg_timeseries-xymean.png 地表面温度時系列 全球平均
flux-x0-180_timeseries-xymean.png 熱フラックス時系列 昼半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux-x180-360_timeseries-xymean.png 熱フラックス時系列 夜半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux_timeseries-xymean.png 熱フラックス時系列 全球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)
flux-x0y0_timeseries.png 熱フラックス時系列 (0N, 0E) (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux-x90y0_timeseries.png 熱フラックス時系列 (0N, 90E) (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux-x180y0_timeseries.png 熱フラックス時系列 (0N, 180E) (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)
flux-x270y0_timeseries.png 熱フラックス時系列 (0N, 270E) (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux-x90y30_timeseries.png 熱フラックス時系列 (90N, 30E) (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	flux-x270y30_timeseries.png 熱フラックス時系列 (270N, 30E) (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)
ps-x0-180_timeseries-xymean.png 地表面気圧 昼半球平均 時系列	ps-x180-360_timeseries-xymean.png 地表面気圧 夜半球平均 時系列	ps_timeseries-xymean.png 地表面気圧 全球平均 時系列
ps_timeseries-xmean.png 地表面気圧 帯状平均 時系列	Tg_timeseries-xmean.png 地表面温度 帯状平均 時系列	Rain_timeseries-xmean.png 降水 帯状平均 時系列
u_timeseries-xmean-sigma0.2.png 東西風速 帯状平均 (sigma=0.2) 時系列
surface-flux_y-x0-180.png 熱フラックス赤道断面 昼半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	surface-flux_y-x180-360.png 熱フラックス赤道断面 夜半球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	surface-flux_y-xmean.png 熱フラックス赤道断面 全球平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)
EVap_xy.png 潜熱フラックス 時間平均	OLR_xy.png OLR 時間平均	Rain_xy.png 降水 時間平均
SLR_xy.png SLR 時間平均	SSR_xy.png SSR 時間平均	Sens_xy.png 顕熱フラックス 時間平均
EVap_timeseries_x0y0.png 潜熱フラックス 時系列 (0N, 0E)	OLR_timeseries_x0y0.png OLR 時系列 (0N, 0E)	Rain_timeseries_x0y0.png 降水 時系列 (0N, 0E)
SLR_timeseries_x0y0.png SLR 時系列 (0N, 0E)	No Image SSR_timeseries_x0y0.png SSR 時系列 (0N, 0E)	Sens_timeseries_x0y0.png 顕熱フラックス 時系列 (0N, 0E)
ps_timeseries_x0y0.png 地表面気圧 時系列 (0N, 0E)	Tg_timeseries_x0y0.png 地表面温度 時系列 (0N, 0E)
EVap_timeseries_x90y0.png 潜熱フラックス 時系列 (0N, 90E)	OLR_timeseries_x90y0.png OLR 時系列 (0N, 90E)	Rain_timeseries_x90y0.png 降水 時系列 (0N, 90E)
SLR_timeseries_x90y0.png SLR 時系列 (0N, 90E)	No Image SSR_timeseries_x90y0.png SSR 時系列 (0N, 90E)	Sens_timeseries_x90y0.png 顕熱フラックス 時系列 (0N, 90E)
ps_timeseries_x90y0.png 地表面気圧 時系列 (0N, 90E)	Tg_timeseries_x90y0.png 地表面温度 時系列 (0N, 90E)
EVap_timeseries_x180y0.png 潜熱フラックス 時系列 (0N, 180E)	OLR_timeseries_x180y0.png OLR 時系列 (0N, 180E)	Rain_timeseries_x180y0.png 降水 時系列 (0N, 180E)
SLR_timeseries_x180y0.png SLR 時系列 (0N, 180E)	No Image SSR_timeseries_x180y0.png SSR 時系列 (0N, 180E)	Sens_timeseries_x180y0.png 顕熱フラックス 時系列 (0N, 180E)
ps_timeseries_x180y0.png 地表面気圧 時系列 (0N, 180E)	Tg_timeseries_x180y0.png 地表面温度 時系列 (0N, 180E)
EVap_timeseries_x270y0.png 潜熱フラックス 時系列 (0N, 270E)	OLR_timeseries_x270y0.png OLR 時系列 (0N, 270E)	Rain_timeseries_x270y0.png 降水 時系列 (0N, 270E)
SLR_timeseries_x270y0.png SLR 時系列 (0N, 270E)	No Image SSR_timeseries_x270y0.png SSR 時系列 (0N, 270E)	Sens_timeseries_x270y0.png 顕熱フラックス 時系列 (0N, 270E)
ps_timeseries_x270y0.png 地表面気圧 時系列 (0N, 270E)	Tg_timeseries_x270y0.png 地表面温度 時系列 (0N, 270E)
EVap_timeseries_x90y30.png 潜熱フラックス 時系列 (30N, 90E)	OLR_timeseries_x90y30.png OLR 時系列 (30N, 90E)	Rain_timeseries_x90y30.png 降水 時系列 (30N, 90E)
SLR_timeseries_x90y30.png SLR 時系列 (30N, 90E)	No Image SSR_timeseries_x90y30.png SSR 時系列 (30N, 90E)	Sens_timeseries_x90y30.png 顕熱フラックス 時系列 (30N, 90E)
ps_timeseries_x90y30.png 地表面気圧 時系列 (30N, 90E)	Tg_timeseries_x90y30.png 地表面温度 時系列 (30N, 90E)
EVap_timeseries_x270y30.png 潜熱フラックス 時系列 (30N, 270E)	OLR_timeseries_x270y30.png OLR 時系列 (30N, 270E)	Rain_timeseries_x270y30.png 降水 時系列 (30N, 270E)
SLR_timeseries_x270y30.png SLR 時系列 (30N, 270E)	No Image SSR_timeseries_x270y30.png SSR 時系列 (30N, 270E)	Sens_timeseries_x270y30.png 顕熱フラックス 時系列 (30N, 270E)
ps_timeseries_x270y30.png 地表面気圧 時系列 (30N, 270E)	Tg_timeseries_x270y30.png 地表面温度 時系列 (30N, 270E)
ps_xy.png 地表面気圧 時間平均	Tg_xy.png 地表面温度 時間平均
T_yz-x90.png 気温 経度 90 度断面	T_yz-x270.png 気温 経度 270 度断面
T-x0-180_yz-xmean.png 気温 昼半球平均・帯状平均	T-x180-360_yz-xmean.png 気温 夜半球平均・帯状平均	T_yz-xmean.png 気温 帯状平均
q_yz-x90.png 比湿 経度 90 度断面	q_yz-x270.png 比湿 経度 270 度断面
q-x0-180_yz-xmean.png 比湿 昼半球平均・帯状平均	q-x180-360_yz-xmean.png 比湿 夜半球平均・帯状平均	q_yz-xmean.png 比湿 帯状平均
u_yz-x90.png 東西風速 経度 90 度断面	u_yz-x270.png 東西風速 経度 270 度断面
u-x0-180_yz-xmean.png 東西風速 昼半球平均・帯状平均	u-x180-360_yz-xmean.png 東西風速 夜半球平均・帯状平均	u_yz-xmean.png 東西風速 帯状平均
v_yz-x90.png 南北風速 経度 90 度断面	v_yz-x270.png 南北風速 経度 270 度断面
v-x0-180_yz-xmean.png 南北風速 昼半球平均・帯状平均	v-x180-360_yz-xmean.png 南北風速 夜半球平均・帯状平均	v_yz-xmean.png 南北風速 帯状平均
T_xy-z0.png 気温 地表面	T_xz-y0.png 気温 赤道断面	q_xy-z0.png 比湿 地表面
SigDot_xz-y0.png 鉛直流 赤道断面	surface-flux_y0.png 熱フラックス赤道断面 時間平均 (実線:OLR, 破線:SLR, 点線:降水, 一点鎖線:潜熱, 二点線:顕熱)	u_xz-y0.png 東西風速 赤道断面
u_xy-sigma0.2.png 東西風速 sigma=0.2 断面	u_xy-sigma0.5.png 東西風速 sigma=0.5 断面
v_xy-sigma0.2.png 南北風速 sigma=0.2 断面	v_xy-sigma0.5.png 南北風速 sigma=0.5 断面
T_xy-sigma0.7.png 気温 sigma=0.7 断面
temp_eddy_variance.png 気温の擾乱の分散 (最後の 15000 日)	u_eddy_var_wave-zmean.png Vertically averaged zonal spectra of the eddy variance of zonal wind (last 5000 days)	mass_stream_func.png 質量流線関数 (最後の 15000 日)

参考文献

• Arakawa, A., Suarez, M.J., 1983: Vertical differencing of the primitive equations in sigma coordinates., Mon. Wea. Rev., 111, 34-45.
• Asselin, R., 1972: Frequency Filter for Time Integrations, Mon. Wea. Rev., 100, 487-490.
• Manabe, S., Smagorinsky, J., and Strickler, R. F., 1965: Simulated climatology of a general circulation model with a hydrologic cycle. Mon. Weather Rev., 93, 769-798.