ヒート及びクールアイランドによって生じる定常的な対流の力学

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タイトル別名
  • Dynamics of Steady Convections Over Heat and Cool Islands
公開日
1975
DOI
  • 10.2151/jmsj1965.53.6_440
公開者
公益社団法人 日本気象学会

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安定に密度成層をなしたブジネスク流体の下面の一部を加熱または冷却する時に生じる対流運動の性質を調べた.まず,加熱(冷却)が無限小振幅である場合を線形理論で扱い,対流運動が主に無次元パラメーターR=αgl4/κνで制御されることを示す.ここでΓは基本場の鉛直温度勾配,21は加熱(冷却)領域の幅を表わし,その他の記号は慣習に従う.対流運動の及ぶ範囲はStommel and Veronis(1957)が“frictional depth”と呼んだ厚さを持つ境界層内に限られ,その厚さはhT=3.6R-1/6l,水平流速の最大値はu*max=0.25kn-abstract=安定に密度成層をなしたブジネスク流体の下面の一部を加熱または冷却する時に生じる対流運動の性質を調べた.まず,加熱(冷却)が無限小振幅である場合を線形理論で扱い,対流運動が主に無次元パラメーターR=αgl4/κνで制御されることを示す.ここでΓは基本場の鉛直温度勾配,21は加熱(冷却)領域の幅を表わし,その他の記号は慣習に従う.対流運動の及ぶ範囲はStommel and Veronis(1957)が"frictional depth"と呼んだ厚さを持つ境界層内に限られ,その厚さはhT=3.6R-1/6l,水平流速の最大値はu*max=0.25√αg/Pγ|Th|で与えられる.但しPγ=κ/k,_??_hは加熱(冷却)領域と周辺部との水平温度差である.上昇流(下降流)の幅はほぼ加熱(冷却)領域の幅に等しい.<br>次に,加熱(冷却)が有限振幅になった場合の性質を,|Th|_??_Γlの範囲で,室内実験及び数値実験によって調べた.その結果によると,hTはThの大きさによって変化するが,その程度は非常に小さい.しかし,ヒートアイランドによる対流の場合は,z軸(ヒートアイランドの中心)に沿った上昇流の大きさが水平流の大きさと等しくなるまで,上昇流の幅がThの増加と共に減少する.クールアイランドによる対流の場合は,|_??_h|の増加と共に下降流の幅は広がるが,対流運動の性質は無限小振幅の場合と似ている.<br>これらの結果を都市のヒートアイランド効果に伴う対流運動の観測結果と比較して,大気現象の複雑性について論じる.αg/Pγ|Th|で与えられる.但しPγ=κ/k,_??_hは加熱(冷却)領域と周辺部との水平温度差である.上昇流(下降流)の幅はほぼ加熱(冷却)領域の幅に等しい.<br>次に,加熱(冷却)が有限振幅になった場合の性質を,|Th|_??_Γlの範囲で,室内実験及び数値実験によって調べた.その結果によると,hTはThの大きさによって変化するが,その程度は非常に小さい.しかし,ヒートアイランドによる対流の場合は,z軸(ヒートアイランドの中心)に沿った上昇流の大きさが水平流の大きさと等しくなるまで,上昇流の幅がThの増加と共に減少する.クールアイランドによる対流の場合は,|_??_h|の増加と共に下降流の幅は広がるが,対流運動の性質は無限小振幅の場合と似ている.<br>これらの結果を都市のヒートアイランド効果に伴う対流運動の観測結果と比較して,大気現象の複雑性について論じる.

収録刊行物

  • 気象集誌. 第2輯

    気象集誌. 第2輯 53 (6), 440-457, 1975

    公益社団法人 日本気象学会

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