2009 Fiscal Year Annual Research Report
対流雲中での太陽光の放射および反射特性に及ぼす乱流の影響の解明とモデル化
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09J00241
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 景吾 Kyoto University, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 放射熱輸送 / 混相流 / 乱流 |
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| Research Abstract |
地球温暖化を正確に予測するためには，地球表面の大部分を覆う雲が地球全体の放射熱収支に及ぼす影響を正確に評価することが極めて重要である．しかし，地球温暖化予測の数値シミュレーションに用いられる大気海洋大循環モデル(GCM)では，雲の放射伝達モデルに対して非常に粗雑なモデルが用いられており，雲が放射熱収支に及ぼす影響を正確に評価できているとは言えないのが現状である．また，これまでに雲の濃度分布が雲の透過特性や反射特性に影響を及ぼすことが指摘されているにもかかわらず，乱流によって生じる濃度むらが雲の放射特性に及ぼす影響を詳細に調べた研究は皆無である．そこで本研究では，乱流による濃度むらが雲の放射伝達プロセスに及ぼす影響を風洞実験および高精度な数値シミュレーションにより解明し，高精度な雲の放射伝達モデルを構築することを目的とする．
本年度は，対流雲中の放射エネルギーの反射・吸収・透過プロセスを模擬可能な実験室規模のシミュレーション装置の設計，製作を試みたが，実際の対流雲に比べて風洞内の乱流が弱く，かつ，既存の測定装置では噴霧の液滴径分布および透過光や反射光の放射エネルギーを十分な精度で測定できないことが明らかになった．そこで，対流雲中の放射エネルギーの反射・吸収・透過プロセスを模擬する三次元直接数値シミュレーション(DNS)コードの開発を行った．本コードを用いた計算により，乱流中では液滴により散乱する放射エネルギーの割合が減少することが明らかとなった．
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