A series of long-term numerical sim

A series of long-term numerical simulations of moist convection in Jupiter's atmosphere is performed in order to investigate the idealized characteristics of the vertical structure of multi-composition clouds and the convective motions associated with them, varying the deep abundances of condensable gases and the autoconversion time scale, the latter being one of the most questionable parameters in cloud microphysical parameterization. The simulations are conducted using a two-dimensional cloud resolving model that explicitly represents the convective motion and microphysics of the three cloud components, H2O, NH3, and NH4SH imposing a body cooling that substitutes the net radiative cooling. The results are qualitatively similar to those reported in Sugiyama et al. (Sugiyama, K. et al. [2011]. Intermittent cumulonimbus activity breaking the three-layer cloud structure of Jupiter. Geophys. Res. Lett. 38, L13201. doi:10.1029/2011GL047878): stable layers associated with condensation and chemical reaction act as effective dynamical and compositional boundaries, intense cumulonimbus clouds develop with distinct temporal intermittency, and the active transport associated with these clouds results in the establishment of mean vertical profiles of condensates and condensable gases that are distinctly different from the hitherto accepted three-layered structure (e.g., Atreya, S.K., Romani, P.N. [1985]. Photochemistry and clouds of Jupiter, Saturn and Uranus. In: Recent Advances in Planetary Meteorology. Cambridge Univ. Press, London, pp. 17-68). Our results also demonstrate that the period of intermittent cloud activity is roughly proportional to the deep abundance of H2O gas. The autoconversion time scale does not strongly affect the results, except for the vertical profiles of the condensates. Changing the autoconversion time scale by a factor of 100 changes the intermittency period by a factor of less than two, although it causes a dramatic increase in the amount of condensates in the upper troposphere. The moist convection layer becomes potentially unstable with respect to an air parcel rising from below the H2O lifting condensation level (LCL) well before the development of cumulonimbus clouds. The instability accumulates until an appropriate trigger is provided by the H2O condensate that falls down through the H2O LCL; the H2O condensate drives a downward flow below the H2O LCL as a result of the latent cooling associated with the re-evaporation of the condensate, and the returning updrafts carry moist air from below to the moist convection layer. Active cloud development is terminated when the instability is completely exhausted. The period of intermittency is roughly equal to the time obtained by dividing the mean temperature increase, which is caused by active cumulonimbus development, by the body cooling rate.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ชุดของระยะยาวการจำลองเชิงตัวเลขของการพาความร้อนชื้นในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีจะดำเนินการเพื่อตรวจสอบลักษณะที่เงียบสงบของโครงสร้างตามแนวตั้งของเมฆหลายองค์ประกอบและการเคลื่อนไหวไหลเวียนที่เกี่ยวข้องกับพวกเขาที่แตกต่างกันอนุภาคลึกของก๊าซควบแน่นและ autoconversion ขนาดเวลาหลังเป็นหนึ่งในตัวแปรที่น่าสงสัยมากที่สุดในพาราจุลภาคเมฆ แบบจำลองที่มีการดำเนินการโดยใช้การแก้ไขแบบเมฆสองมิติที่ชัดเจนแสดงให้เห็นถึงการเคลื่อนไหวไหลเวียนและ microphysics ของสามองค์ประกอบเมฆ h2o, NH3 และ nh4sh การจัดเก็บภาษีการระบายความร้อนของร่างกายที่ทดแทนการระบายความร้อนรังสีสุทธิผลที่มีคุณภาพคล้ายกับที่มีการรายงานในซึกิยามาตอัล (k ซึกิยามา, et al [2011] กิจกรรม cumulonimbus เนื่องทำลายโครงสร้างเมฆสามชั้นของ jupiter geophys res ผนัง 38, l13201 ดอย:........ 10.1029/2011gl047878): ชั้นที่มีความเสถียรที่เกี่ยวข้องกับการรวมตัวและการเกิดปฏิกิริยาเคมี ทำหน้าที่เป็นพลังที่มีประสิทธิภาพและขอบเขต compositional,เมฆฝนที่รุนแรงที่มีการพัฒนา intermittency ชั่วคราวที่แตกต่างและการขนส่งที่ใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการเหล่านี้ผลเมฆในการจัดตั้งรูปแบบแนวตั้งเฉลี่ยของควบแน่นและก๊าซควบแน่นที่มีเอกลักษณ์ความแตกต่างจากการได้รับการยอมรับจนบัดนี้โครงสร้างสามชั้น-(เช่น atreya, sk, romani , [1985] เคมี PN. และเมฆของดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและ ใน: ความก้าวหน้าล่​​าสุดในอุตุนิยมวิทยาของดาวเคราะห์ Univ เคมบริดจ์ กดลอนดอน, pp 17-68) ผลของเรายังแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของกิจกรรมเมฆเนื่องเป็นประมาณสัดส่วนกับความอุดมสมบูรณ์ลึกของก๊าซ h2o ขนาดเวลา autoconversion ไม่ได้อย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อผลการยกเว้นสำหรับรูปแบบแนวตั้งของควบแน่นการเปลี่ยนขนาดเวลา autoconversion โดยปัจจัยที่ 100 การเปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยปัจจัยที่น้อยกว่าสองแม้ว่ามันจะทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนควบแน่นในสังคม troposphereชั้นความร้อนชื้นที่อาจจะกลายเป็นความไม่แน่นอนเกี่ยวกับการพัสดุทางอากาศที่เพิ่มขึ้นจากต่ำกว่าระดับการยกตัว h2o (LCL) ก่อนที่จะมีการพัฒนาของเมฆ cumulonimbus ความไม่แน่นอนสะสมจนเรียกที่เหมาะสมให้บริการโดยคอนเดนเสท h2o ที่ตกผ่านลง LCL h2o;คอนเดนเสท h2o ไดรฟ์ที่ไหลลงด้านล่าง LCL h2o เป็นผลมาจากการระบายความร้อนแฝงที่เกี่ยวข้องกับเรื่องการระเหยของคอนเดนเสทและที่กระจัดกระจายกลับมาดำเนินอากาศชื้นจากด้านล่างไปยังชั้นความร้อนชื้น การพัฒนาเมฆที่ใช้งานจะสิ้นสุดลงเมื่อความไม่แน่นอนจะหมดอย่างสมบูรณ์ระยะเวลาในการ intermittency เป็นประมาณเท่ากับเวลาที่ได้รับโดยการหารเพิ่มอุณหภูมิเฉลี่ยซึ่​​งเป็นที่เกิดจากการพัฒนา cumulonimbus ใช้งานโดยอัตราการเย็นตัว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชุดจำลองแทนระยะยาวของการพาชุ่มชื่นในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีจะดำเนินการตรวจสอบลักษณะ idealized ของโครงสร้างแนวตั้งของเมฆหลายองค์ประกอบและการเคลื่อนไหวด้วยการพาที่เกี่ยวข้องกับ แตกต่างกัน abundances ลึกของก๊าซ condensable และสเกลเวลา autoconversion อยู่หลังหนึ่งในพารามิเตอร์อาจมากที่สุดใน parameterization microphysical เมฆ แบบจำลองจะดำเนินการโดยใช้ก้อนเมฆสองแก้ไขรูปแบบที่ชัดเจนแสดงถึงการเคลื่อนไหวด้วยการพาและ microphysics ของเมฆสามส่วน H2O, NH3, NH4SH สถานะเป็นเนื้อเย็นที่แทนความเย็น radiative สุทธิ ผลจะ qualitatively คล้ายกับรายงานใน Sugiyama et al. (Sugiyama, al. คุณ et [2011] กิจกรรมไม่ต่อเนื่อง cumulonimbus ที่ทำลายโครงสร้าง 3 ชั้นเมฆของดาวพฤหัสบดี Geophys ทรัพยากร Lett 38, L13201 doi:10.1029 / 2011GL047878): ชั้นมั่นคงที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการควบแน่นและสารเคมีที่ทำหน้าที่เป็นผล dynamical และ compositional ขอบ เมฆ cumulonimbus รุนแรงพัฒนากับ intermittency หมดชั่วคราว และการขนส่งการใช้งานเกี่ยวข้องกับเมฆผลลัพธ์ในการจัดตั้งแนวตั้งค่าเฉลี่ย condensates และ condensable ก๊าซที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดจากโครงสร้างสามชั้นยอมรับมาจนบัด (เช่น Atreya เอสเค โร มานี โรงแรมวินชี [1985] เคมีแสงและเมฆของดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์และดาวยูเรนัส ใน: ล่าสุดก้าวในอุตุนิยมวิทยาดาวเคราะห์ เคมบริดจ์มหาวิทยาลัยกด ลอนดอน นำ 17-68) ผลของเรายังแสดงให้เห็นระยะเวลาของกิจกรรมเมฆไม่ต่อเนื่องคือประมาณเป็นสัดส่วนกับความลึกของก๊าซ H2O มาตราส่วนเวลา autoconversion ไม่ผลผล ยกเว้นค่าแนวตั้งของ condensates ขอ เปลี่ยนมาตราส่วนเวลา autoconversion โดยปัจจัยของการเปลี่ยนแปลง 100 ระยะ intermittency โดยตัวของน้อยกว่า 2 แม้ว่าจะเกิดขึ้นอย่างมากจำนวน condensates ในโทรโพสเฟียร์ด้านบน ชั้นพาชุ่มชื่นเสถียรอาจเกี่ยวข้องกับการพัสดุอากาศเพิ่มขึ้น from below H2O ยกมีหยดน้ำเกาะระดับ (โดยมิ) ก่อนการพัฒนา cumulonimbus เมฆดี ความไม่เสถียรของการสะสมจนเป็นทริกเกอร์ที่เหมาะสมโดยคอนเดนเสท H2O ที่ลงผ่านโดยมิ H2O คอนเดนเสทเอชทูโอไดรฟ์ไหลลงด้านล่างโดยมิ H2O จากแฝงอยู่เย็นระเหยใหม่ของคอนเดนเสทเกี่ยวข้อง และ updrafts กลับมามีอากาศชุ่มชื่นจากด้านล่างชั้นพาชุ่มชื่น หยุดพัฒนาเมฆใช้งานเมื่อการขาดเสถียรภาพทั้งเหนื่อย ระยะเวลาของ intermittency เป็นประมาณเท่ากับเวลาได้รับ โดยการแบ่งอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดจากการพัฒนางาน cumulonimbus ร่างกายจะระบายความร้อนอัตรา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชุดของการจำลองเป็นตัวเลขระยะยาวในการพาความร้อนความชื้นในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีจะมีการดำเนินการในการสั่งซื้อในการสืบสวนสอบสวนลักษณะผุดที่มีโครงสร้างเป็นแนวตั้งของเมฆแบบมัลติ - และการเขียนเรียงความเคลื่อนไหว convective ที่เกี่ยวข้องกับเขาแตกต่างกันออกไป abundances ลึกของก๊าซ condensable และการปรับขยายเวลา autoconversion ได้หลังที่เป็นหนึ่งในส่วนมากพารามิเตอร์น่าสงสัยใน parameterization เราเมฆ การจำลองที่มีการดำเนินการโดยใช้ทั้งสองแบบสามมิติเมฆการแก้ไขของรุ่นอย่างชัดเจนที่แสดงถึงการเคลื่อนไหวและ convective microphysics ของสามเมฆคอมโพเนนต์, H 2 O , nh3 ,และ NH 4 SH มีความโดดเด่นและมีการระบายความร้อนที่ตัวซึ่งใช้แทนที่สุทธิ radiative ระบายความร้อน.ให้ผลที่ได้รับมีความคล้ายคลึงกับที่รายงานใน sugiyama et al . ( sugiyama et al . K . K . [ 2011 ] การทำงานของ cumulonimbus ไม่ต่อเนื่องการทำลายโครงสร้างเมฆสามชั้นของดาวพฤหัสบดี. geophys . , Res . พวกเล็ท. 38 l13201 .ดอย: 10.1029/2011 GL 047878 )ชั้นที่มี เสถียรภาพ และที่เกี่ยวข้องกับการปฏิกริยาทางเคมีและกลั่นตัวเป็นหยดน้ำที่เคลื่อนที่ได้อย่างมี ประสิทธิภาพ และขอบเขต compositionalเข้มข้น cumulonimbus เมฆพัฒนาด้วยที่แตกต่างกัน Temporal Key Integrity Protocol intermittency ,และการขนส่งที่ใช้งานอยู่ที่เชื่อมโยงกับเหล่านี้เมฆผลในการจัดตั้งหมายความว่าในแนวตั้งส่วนกำหนดค่าของ condensates condensable และก๊าซที่มีเอกลักษณ์แตกต่างจากที่ก่อนหน้านี้ได้รับการยอมรับสูงสามชั้นโครงสร้าง(เช่น, atreya , S . K .,สะดวกสบายสำหรับ, p . p . N . [; Spark , 1985 ] เมฆและ photochemistry ของดาวพฤหัสดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและ. ในความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเมื่อไม่นานมานี้ในโลกอุตุนิยมวิทยา. เคมบริดจ์, Univ ลอนดอน PP 17-68 ) ผลการค้นหาของเรายังแสดงให้เห็นว่าช่วงเวลาที่มีกิจกรรมกลุ่มเมฆและจะให้มีสัดส่วนประมาณการความอุดมสมบูรณ์ของ H 2 O ก๊าซ ปรับขยายเวลา autoconversion ไม่ได้เป็นอย่างดีมีผลต่อผลการยกเว้นสำหรับส่วนกำหนดค่าในแนวตั้งของ condensates ได้การเปลี่ยนตารางเวลา autoconversion โดยปัจจัยหนึ่งที่ 100 การเปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยปัจจัยหนึ่งที่น้อยกว่าสองแม้ว่าจะทำให้เพิ่มขึ้นที่งดงามในจำนวนของ condensates ใน troposphere บนเลเยอร์การพาความร้อนอาจทำให้เกิดความเสียหายจะกลายเป็นความชุ่มชื้นไม่มั่นคงด้วยความเคารพในส่วนอากาศที่เพิ่มขึ้นจากด้านล่างระดับ H 2 O ยกกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ( LCL )ก่อนการพัฒนาของเมฆ cumulonimbus ความไม่แน่นอนที่สะสมจนกว่าจะถูกนำมาใช้ที่เหมาะสมได้รับการจัดหาโดย H 2 O คอนเดนเสทที่อยู่ลงผ่าน H 2 O ต่างๆได้ที่ H 2 O คอนเดนเสทที่ลดลงการไหลของไดรฟ์ด้านล่างนี้ H 2 O LCL เป็นผลของการระบายความร้อนแฝงตัวอยู่ที่เชื่อมโยงกับที่กลับมาอีกครั้งที่ระเหยของคอนเดนเสท,และการกลับมา updrafts พกพาความชื้นอากาศจากด้านล่างเพื่อความชุ่มชื้นการพาความร้อนชั้น. ใช้งานการพัฒนาเมฆเป็นอันสิ้นสุดเมื่อความไม่แน่นอนอยู่แล้วอย่างสมบรูณ์แบบช่วงเวลาของ intermittency ประมาณเท่ากับเวลาที่ได้รับโดยแบ่งการเพิ่ม อุณหภูมิ หมายถึงซึ่งมีสาเหตุมาจากการพัฒนา cumulonimbus ใช้งานโดยใช้อัตราการระบายความร้อนตัว