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Neale and Hoskins (2001) による水惑星実験 (軸対称計算)

Neale and Hoskins (2001) によって提案された, 惑星表面が全て水であるような条件 (水惑星) で, 軸対称実験を行う方法を説明します.

この計算には以下の物理過程を用いています.


  1. 概要
  2. 実験用ディレクトリ準備
  3. 初期値データファイルの作成
  4. 実験用データの準備
  5. SST データファイルの作成
  6. 実験の実行
  7. 参考文献

概要

本実験では, 軸対称モデルを用いて計算を行います. 軸対称版力学過程を使うためには, FFLAGS に -DAXISYMMETRY または -DAXISYMMETRY_SJPACK を 与えてビルドしなおす必要があることに注意してください.

本実験では, 海表面温度のデータが必要です. したがって, 実験の実行は以下の 4 つのステップで行います.

実験用ディレクトリ準備

practice ディレクトリに移動してください.

$ cd practice

そのディレクトリ内で, make コマンドを実行してください. 自動的に実行ファイルや NAMELIST ファイルがコピーされます. make コマンド入力後, まずディレクトリ名を適宜入力してください. (下記の例では ape-nh01-exp としています). それ以降の質問はとりあえずそのまま Enter キーを入力してください.

$ make

****** Setup a directory for a experiment ******

  Enter directory name [testXX]: ape-nh01-exp-axisym
  Directory in which executable files are prepared
    [../src/main]: 
          :

そしてそのディレクトリに移動します.

$ cd ape-nh01-exp-axisym

なお, このディレクトリ内以外でも, 実行ファイル, 設定ファイル (namelist ファイル) があれば計算を行うことはできます.

初期値データファイルの作成

init_data と init_data_ape_nh01_axisym_T21L22.nml を用いて初期値ファイル init_T21L22.nc を作成します.

$ ./init_data -N=init_data_ape_nh01_axisym_T21L22.nml

 *** MESSAGE [init_data] ***  Run: Initial data generation
 *** MESSAGE [init_data] ***  -- version = $Name: dcpam5-20110225-4 $$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  ----- Initialization Messages -----
 *** MESSAGE [namelist_util] ***    MaxNmlArySize = 256
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  -- version = $Name: dcpam5-20110225-4 $$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
 *** MESSAGE [timeset] ***  NAMELIST group "timeset_nml" is loaded from "init_data_ape_nh01_T21L22.nml".
                       : 
 *** MESSAGE [initial_data] ***    PsAvr   = 101080.
 *** MESSAGE [initial_data] ***    QVapAvr = 0.
 *** MESSAGE [initial_data] ***    Ueq     = 0.
 *** MESSAGE [initial_data] ***
 *** MESSAGE [initial_data] ***  -- version = $Name: dcpam5-20110225-4 $$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
 *** MESSAGE [HistoryClose] ***  "init_T21L22.nc" is closed

 ############## CPU TIME SUMMARY ################
 others                 0.400020E-01
 ------------------------------------------------
        TOTAL TIME =    0.400020E-01

実験用データの準備

実験用データとして, オゾン分布のデータを 以下に用意してあります.

上記のページから "O3_NH01_lon1_T021.nc" をダウンロードして, 実験を行うディレクトリに置いてください.

SST データファイルの作成

次に, sst_data と sst_data_ape_nh01_axisym_T21.nml を用いて, 海水面データ sst_T21.nc を作成します.

$ ./sst_data -N=sst_data_ape_nh01_axisym_T21.nml

 *** MESSAGE [sst_data] ***  Run: SST data generation
 *** MESSAGE [sst_data] ***  -- version = $Name: dcpam5-20110225-4 $$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  ----- Initialization Messages -----
 *** MESSAGE [namelist_util] ***    MaxNmlArySize = 256
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  -- version = $Name: dcpam5-20110225-4 $$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
 *** MESSAGE [timeset] ***  NAMELIST group "timeset_nml" is loaded from "sst_data_ape_nh01_T21.nml".
                       :
 *** MESSAGE [surface_data] ***    SoilHeatCap      = 2100000.
 *** MESSAGE [surface_data] ***    SoilHeatDiffCoef = 1.2
 *** MESSAGE [surface_data] ***  -- version = $Name: dcpam5-20110225-4 $$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
 *** MESSAGE [HistoryClose] ***  "sst_T21.nc" is closed

 ############## CPU TIME SUMMARY ################
 others                 0.400000E-02
 ------------------------------------------------
        TOTAL TIME =    0.400000E-02

実験の実行

最後に dcpam_main, dcpam_ape_nh01_axisym_T21L22.nml を用いて実験を実施します. 解像度 T21L21, 時間ステップ 20 分で 2 日分計算を行います. リスタートデータ, 地表面リスタートデータといくつかのヒストリデータ ファイルが出力されます.

$ ./dcpam_main -N=dcpam_ape_nh01_axisym_T21L22.nml | tee ape-nh01.log

初期値データ, 地表面データ, 実験設定を変更する場合には, 上記の実行に際して, init_data_ape_nh01_axisym_T21L22.nml, sst_data_ape_nh01_axisym_T21.nml, dcpam_ape_nh01_axisym_T21L22.nml を変更してください.

参考文献


$Id: exp-ape-nh01-axisym.rd,v 1.3 2011-02-25 06:53:37 yot Exp $
DCPAM Development Group / GFD Dennou Staff dcstaff@gfd-dennou.org