(Library) Q1・Q2法による非断熱加熱の計算

作成者: 西本絵梨子

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• 2015-12-9(Wed): 新規作成

熱力学方程式と水蒸気保存則の関係から、見かけの熱源Q1と見かけの水蒸気減少量Q2を推定します (Yanai et al. 1973 によって導入された、いわゆるQ1・Q2法)。

出力結果の検討やバグ取りがまだ不十分です。間違いなどを見つけられましたら、西本( eriko _at_ gfd-dennou.org )までご連絡いただけると助かります。

calc_q1q2.rb

• NArray
• GPhys (電脳Rubyホームページを参照のこと)

上記ファイルをパスの通っているディレクトリに格納し、

require 'calc_q1q2'

でモジュールを読み込み、

#-- calc Q1 (apparent heat source)
q1, s, ds_dt, div_s, w_ds_dp = NumRu::GPhys_Function::derive_q1( t, gph, sh, u, v, omega )

#-- calc Q2 (apparent moisture sink)
q2, dsh_dt, div_sh, w_dsh_dp = NumRu::GPhys_Function::derive_q2( sh, u, v, omega )

などとして使用してください。

ファイルの後半部分がサンプルプログラムになっています。参照する NetCDF の場所や名前など、適宜変更を加えて、

ruby calc_q1q2.rb

とすると、Q1とQ2が計算されてNetCDFで出力します。

derive_q1( t, gph, sh, u, v, omega )

calculating Q1 (apparent heat source)

ARGUMENTS

• t : temperature [K] (GPhys)
• gph : geopotential height [m2/s2] (GPhys)
• sh : specific humidity [kg/kg] (GPhys)
• u : zonal wind velocity [m/s] (GPhys)
• v : meridional wind velocity [m/s] (GPhys)
• omega : pressure vertical velocity [Pa/s] (GPhys)

RETURN VALUE

• q1 : apparent heat source (GPhys)
• s : dry static energy (GPhys)
• ds_dt : ds/dt (GPhys)
• div_s : horizontal divergence of s (GPhys)
• w_ds_dp: vertical advection of s (GPhys)

derive_q2( sh, u, v, omega )

calculating Q2 (apparent moisture sink)

ARGUMENTS

• sh : specific humidity [kg/kg] (GPhys)
• u : zonal wind velocity [m/s] (GPhys)
• v : meridional wind velocity [m/s] (GPhys)
• omega : pressure vertical velocity [Pa/s] (GPhys)

RETURN VALUE

• q2 : apparent heat source (GPhys)
• dsh_dt : time derivative of specific humidity (GPhys)
• div_sh : horizontal divergence of sh (GPhys)
• w_dh_dp: vertical advection of sh (GPhys)

Yanai, M., S. Esbensen, and J.-H. Chu, 1973: Determination of bulk properties of tropical cloud clusters from large-scale heat and moisture budgets. J. Atmos. Sci., 30, 611–627.

植田宏昭. (2012). 気候システム論: グローバルモンスーンから読み解く気候変動. 筑波大学出版会.