放射MTGメモ(2012/09/20)

参加者

  • 倉本圭、石渡正樹、はしもとじょーじ、高橋康人、大西将徳

Nakajima et al. 1992の再現(大西)

  • 対流圏界面の位置を動かしながら、成層圏の放射平衡を実現するプログラムの作成
    • 計算のアルゴリズム
      • 1. 湿潤断熱減率に従って上空まで温度、Fluxを計算
        • 湿潤断熱減率の計算: RungeKutta, 光学的厚さの計算: 台形
      • 2. 対流圏界面の計算(FluxConvergenceの正負判定)
      • 3. 対流圏界面を挿入
      • 4. 圏界面水蒸気混合比で成層圏を飽和
      • 5. 成層圏の放射平衡計算
        • 5.1 加熱
          • FluxConvergenceが「FluxConv.(i-1) < 0 かつ FluxConv.(i) > 0」の場合、温度を上げない
        • 5.2 光学的厚さの決定
        • 5.3 Flux, FluxConvergenceの計算
          • 成層圏のTotal FluxConvergenceの微分が小さくなったらstep.6へ
          • 成層圏のTotal FluxConvergenceの値が小さくなったら計算終了
      • 6. 圏界面移動
      • 7. 5-6をループ
    • 計算コード
      • https://www.gfd-dennou.org/GFD_Dennou_Club/dc-arch/dcrtm/model/onishi/Nakajima1992/nakajima_RadiatConvEqModel_NotPN.f90
    • 計算条件
      • 地表温度: 250[K], 280[K], 300[K], 320[K], 350[K], 400[K], 500[K]
      • 水蒸気吸収係数: 0.01[m^2/kg], 非凝結気体吸収係数: 0[m^2/kg]
      • 鉛直グリッド数: 500
      • 時間ステップ: 10^6[s](250[K], 280[K]), 10^5[s](300[K], 320[K], 350[K]), 10^4[s](400[K], 500[K])
    • 計算結果
      • 温度分布はNakajima et al.をよく再現している(280[K]〜400[K])
      • 250[K]の計算は途中で光学的厚さの値が、おかしなことになっている
        • 光学的厚さが小さいことが問題の可能性。問題の確認
      • 500[K]の計算は現在進行中
  • 議論・検討事項
    • 対流圏界面の計算
      • 前回問題のあった、圏界面の挿入・移動のバグは修正済み
    • 加熱時の工夫
      • 以下の2つのアルゴリズムを比較
        • (1) FluxConv.(i-1) * FluxConv.(i) < 0 then 温度変えない(従来の計算)
        • (2) FluxConv.(i-1) < 0 かつ FluxConv.(i) > 0 then 温度変えない
      • (2)の方が、圏界面付近がきれいに計算されている
      • 上記(250[K]〜500[K])の計算は(2)のアルゴリズムを採用
    • 圏界面付近の温度
      • 細かく見ると、わずかに温度がギザギザしている
      • 収束条件を厳しくすれば、ギザギザは小さくなると思われる
  • To Do
    • Nakajima et al., Fig. 3-5との計算結果の比較
    • 250[K]での計算の問題の検証
    • プログラムをdennouスタイルでリライトする。簡単なドキュメント(学生がNakajima et al.の計算をしたいと思ったときに参考にできる程度に)を作成する

ワークショップ「トランジット観測によるスーパーアースの大気組成と起源の解明」

  • 9/25(火), 26(水) @岡山
  • 大西、高橋が参加、研究紹介も行う
    • 大西：系外惑星大気の放射過程のモデリングおよびコード開発
    • 高橋：放射計算に基づいたガス惑星の大気構造推定

次回の日程

  • 10/1(月) 9:00- (9/24(月)はお休み)