% 表題 中島健介対流モデル解説  雨水混合比の計算(TSTEP)
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% 履歴 1998/07/16 小高正嗣
%      1999/06/14  小高正嗣
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\subsection{雨水混合比の計算}

雨雲水混合比の計算を行なう.

\subsubsection{移流項と拡散項の計算(ADDIF1)}

水蒸気の移流と拡散を, サブルーチン {\tt ADDIF1} を呼んで計算する. {\tt
ADDIF1} の詳細は 6.15.2 節を参照のこと.


\subsubsection{人工非線形拡散項の計算(NLDIFF)}

人工非線形拡散項をサブルーチン {\tt NLDIFF} を呼んで計算する.  ここで
引数 {\tt SCALE} には {\tt SCQRAI=1.0D-3} が渡される.  {\tt NLDIFF} の
詳細は 6.15.3 節を参照のこと.


\subsubsection{雨水混合比の時間変化計算}

これまでに求めた移流項, 拡散項, 人工粘性項( {\tt DTQADV}, {\tt
DTQDIF}, {\tt DTQDNL} )に時間刻みを掛けて, 1 ステップ後の雨水混合比
{\tt QRAI} を計算する.


\subsubsection{水平平均量の計算(CLZPRF)}

サブルーチン {\tt CLZPROF} を呼んで各種水平平均量を計算する.
計算するのは
\begin{quote}
\begin{tabular}{lllp{10cm}}
  {\tt QRAI} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB, NROT )} & 雨水混合比 \\
  {\tt DTQADV} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} 
  & 雨水混合比変化(移流) \\
  {\tt DTQDIF} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} 
  & 雨水混合比変数(拡散)\\
  {\tt DTQNLV} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )}  
  & 雨水混合比変化(人工粘性) 
\end{tabular}
\end{quote}
の水平平均である. {\tt CLZPROF} については 6.14.6 節を参照のこと.


\subsubsection{雨の落下計算(FARAIN2)}

雨の落下に関する計算をサブルーチン {\tt FARAIN2} を呼んで計算する.

\subsubsection*{FARAIN2}

\begin{enumerate}
  \item 機能
    \begin{quote}
      雨の落下速度, 降水フラックス, 地表面での降水量を計算する.
    \end{quote}

  \item パラメータ
    \begin{quote}
      \begin{tabular}{lllp{10cm}}
        {\tt QRAI} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB, NROT )} & 雨水混合比 \\
        {\tt DTI}  & (実数) & & 時間刻み \\
        {\tt ICALC} & (整数) & & 時刻パラメータ \\
        {\tt QRAI1} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} 
        & 雨水混合比(内部変数) \\ 
        {\tt DQFILL} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} & 
        補正量 \\
        {\tt QSUMPN} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} & \\
        {\tt VRFALL} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} & 雨粒落下速度\\ 
        {\tt FXRAIN} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} & 降水フラックス \\
        {\tt FWPREC} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, 2 )} & 地表面降水フラックス \\
        {\tt DENS0} & (実数) & {\tt ( -2:NZB )} & 基本場の密度 \\
        {\tt DX}   & (実数) & & x 方向格子間隔 \\
        {\tt FDZ}   & (実数) & {\tt ( -2:NZB )} & z 方向格子間隔 \\
        {\tt NX  } & (整数) & & 水平方向格子点数 \\
        {\tt NZ  } & (整数) & & 鉛直方向格子点数 \\
        {\tt NXB } & (整数) & & 水平方向次元数 {\tt (=nx+2)} \\
        {\tt NZB } & (整数) & & 鉛直方向次元数 {\tt (=nz+2)} \\
        {\tt NROT} & (整数) & & 時間方向次元数 
      \end{tabular}
    \end{quote}
  \item 解説
    
    落下速度 $V=12.2q_{r}^{1/8}$ を計算し, それによる降水フラックスと
    混合比変化を計算する. 落下による混合比変化は 4 次中央差分で計算す
    る. 最下層の降水フラックスから地表面での降水を計算する.

    \begin{enumerate}
    \item このサブルーチンの内部で {\tt QNFILL} を呼び負の雨水混合比を
      補正する.
    \end{enumerate}
\end{enumerate}


\subsubsection{水平平均量の計算(CLZPRF)}

サブルーチン {\tt CLZPROF} を呼んで各種水平平均量を計算する.
計算するのは
\begin{quote}
\begin{tabular}{lllp{10cm}}
  {\tt FXRAIN} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} & 降水フラックス \\
  {\tt DQFILL} & (実数) & {\tt ( -2:NXB, -2:NZB )} & 補正量 
\end{tabular}
\end{quote}
の水平平均である. {\tt CLZPROF} については 6.14.6 節を参照のこと.

