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:

ชุดจำลองแทนระยะยาวของการพาชุ่มชื่นในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีมีดำเนินการเพื่อตรวจสอบลักษณะ idealized ของโครงสร้างแนวตั้งของเมฆหลายองค์ประกอบ และเคลื่อนไหวด้วยการพาเกี่ยวข้อง แตกต่างกัน abundances ลึกของก๊าซ condensable และมาตราส่วนเวลา autoconversion อยู่หลังหนึ่งในพารามิเตอร์อาจมากที่สุดใน parameterization microphysical เมฆ แบบจำลองจะดำเนินการโดยใช้ก้อนเมฆสองแก้ไขรูปแบบที่ชัดเจนแสดงถึงการเคลื่อนไหวด้วยการพาและ microphysics ในสามเมฆส่วนประกอบ H2O, NH3, NH4SH สถานะร่างกายระบายความร้อนที่แทนสุทธิ radiative ระบายความร้อน 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): ชั้นมั่นคงที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการควบแน่นและสารเคมีที่ทำหน้าที่เป็นขอบเขต dynamical และ compositional มีประสิทธิภาพ cumulonimbus เข้มเมฆพัฒนากับ intermittency หมดชั่วคราว และการขนส่งการใช้งานเกี่ยวข้องกับเมฆเหล่านี้มีผลในการจัดตั้งค่าแนวตั้งหมายถึง condensates และ condensable ก๊าซที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดจากการยอมรับมาจนบัดสามชั้นโครงสร้าง (เช่น Atreya เอสเค โรมานี โรงแรมวินชี [1985] เคมีแสงและเมฆของดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวยูเรนัส ใน: ล่าสุดก้าวในอุตุนิยมวิทยาดาวเคราะห์ เคมบริดจ์มหาวิทยาลัยกด ลอนดอน นำ 17-68) ผลของเรายังแสดงให้เห็นระยะเวลาของกิจกรรมเมฆไม่ต่อเนื่องคือประมาณเป็นสัดส่วนกับความลึกของก๊าซ H2O สเกลเวลา autoconversion ไม่ผลผล ยกเว้นค่าแนวตั้งของ condensates ขอ เปลี่ยนมาตราส่วนเวลา autoconversion โดยปัจจัยของการเปลี่ยนแปลง 100 ระยะ intermittency โดยตัวของน้อยกว่า 2 แม้ว่าจะเกิดขึ้นอย่างมากจำนวน condensates ในโทรโพสเฟียร์ด้านบนชั้นพาชุ่มชื่นเสถียรอาจเกี่ยวข้องกับการพัสดุอากาศขึ้นทั้งก่อนการพัฒนาเมฆ cumulonimbus from below H2O ยกมีหยดน้ำเกาะระดับ (โดยมิ) ความไม่เสถียรของการสะสมจนเป็นทริกเกอร์ที่เหมาะสมโดยคอนเดนเสท H2O ที่ลงผ่านโดยมิ H2O คอนเดนเสท H2O ไดรฟ์ไหลลงด้านล่างโดยมิ H2O จากแฝงอยู่ทำความเย็นระเหยใหม่ของคอนเดนเสทเกี่ยวข้อง และ updrafts กลับมามีอากาศชุ่มชื่นจากด้านล่างชั้นพาชุ่มชื่น หยุดพัฒนาเมฆใช้งานเมื่อการขาดเสถียรภาพทั้งเหนื่อย ระยะเวลาของ intermittency เป็นประมาณเท่ากับเวลาที่ได้รับ โดยการแบ่งอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้น ที่เกิดจากงาน cumulonimbus พัฒนา ร่างกายจะระบายความร้อนอัตรา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชุดของการจำลองเชิงตัวเลขในระยะยาวของการพาความร้อนชื้นในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีจะดำเนินการเพื่อตรวจสอบลักษณะที่เงียบสงบของโครงสร้างแนวตั้งของเมฆหลายองค์ประกอบและการเคลื่อนไหวไหลเวียนที่เกี่ยวข้องกับพวกเขาที่แตกต่างกันปริมาณลึกของก๊าซควบแน่นและ autoconversion ช่วงเวลาหลังเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่น่าสงสัยมากที่สุดใน parameterization เมฆจุลภาค การจำลองการดำเนินการโดยใช้ระบบคลาวด์สองมิติการแก้ไขรูปแบบที่ชัดเจนแสดงให้เห็นถึงการเคลื่อนไหวไหลเวียนและ microphysics ของสามองค์ประกอบเมฆ H2O, NH3 และ NH4SH การจัดเก็บภาษีการระบายความร้อนของร่างกายที่ทดแทนการระบายความร้อนรังสีสุทธิ ผลลัพธ์ที่ได้จะมีคุณภาพคล้ายกับที่รายงานในซึกิยามา et al, (ซึกิยามาพ et al, [2011] กิจกรรม cumulonimbus สม่ำเสมอทำลายโครงสร้างเมฆสามชั้นของดาวพฤหัสบดี Geophys Res เลทท์ 38, L13201 ดอย:....... 10.1029 / 2011GL047878): ชั้นที่มีเสถียรภาพที่เกี่ยวข้องกับการรวมตัวและปฏิกิริยาทางเคมี ทำหน้าที่เป็นขอบเขตที่มีประสิทธิภาพและพลัง compositional เมฆ cumulonimbus รุนแรงพัฒนากับ intermittency ชั่วคราวที่แตกต่างกันและการขนส่งการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับเมฆเหล่านี้ส่งผลให้สถานประกอบการของรูปแบบแนวตั้งหมายถึงการควบแน่นและก๊าซควบแน่นที่มีเอกลักษณ์ความแตกต่างจากก่อนนี้ได้รับการยอมรับโครงสร้างสามชั้น (เช่น Atreya, เอสเค, โร PN [1985] ปฏิกิริยาและเมฆของดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและใน:..... ความก้าวหน้าล่าสุดในดาวเคราะห์อุตุนิยมวิทยาเคมบริดจ์ Univ กดลอนดอนหน้า 17-68) ผลของเรานอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของกิจกรรมเมฆเนื่องคือประมาณสัดส่วนกับความอุดมสมบูรณ์ของก๊าซลึก H2O ขนาดเวลา autoconversion ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อขอยกเว้นโปรไฟล์ในแนวตั้งของควบแน่น เปลี่ยนระยะเวลา autoconversion โดยปัจจัยที่ 100 การเปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยปัจจัยที่น้อยกว่าสองแม้ว่ามันจะทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนควบแน่นในสังคม troposphere. ชั้นความร้อนชื้นที่อาจจะกลายเป็นความไม่แน่นอนที่เกี่ยวกับอากาศ พัสดุที่เพิ่มขึ้นจากด้านล่างยกระดับการควบแน่น H2O (LCL) ก่อนที่จะมีการพัฒนาของเมฆ cumulonimbus ความไม่แน่นอนสะสมจนทริกเกอร์ที่เหมาะสมที่ให้บริการโดย H2O คอนเดนเสทที่ตกลงผ่าน H2O LCL; คอนเดนเสท H2O ไดรฟ์ที่ไหลลงด้านล่าง H2O LCL เป็นผลมาจากการระบายความร้อนแฝงที่เกี่ยวข้องกับเรื่องการระเหยของคอนเดนเสทและ updrafts กลับมาดำเนินอากาศชื้นจากด้านล่างไปยังชั้นการพาความร้อนชื้น การพัฒนาระบบคลาวด์ที่ใช้งานถูกยกเลิกเมื่อความไม่แน่นอนคือหมดอย่างสมบูรณ์ ระยะเวลาของการ intermittency คือประมาณเท่ากับเวลาที่ได้รับโดยการหารเฉลี่ยเพิ่มขึ้นอุณหภูมิที่เกิดจากการพัฒนา cumulonimbus ใช้งานโดยร่างกายอัตราการเย็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชุดจำลองเชิงตัวเลขของการพาความร้อนในความชุ่มชื้นของดาวพฤหัสบดี บรรยากาศจะดำเนินการเพื่อตรวจสอบลักษณะในอุดมคติของโครงสร้างแนวดิ่งของหลายองค์ประกอบเมฆและภาพเคลื่อนไหวโดยการเกี่ยวข้องกับพวกเขา การเปลี่ยนแปลงลึก abundances ของก๊าซและ autoconversion เวลาย่อขนาดหลังหนึ่งของพารามิเตอร์ที่น่าสงสัยที่สุดใน parameterization microphysical เมฆ จำลองระบบการใช้เมฆสองมิติการแก้ไขแบบที่ชัดเจนแสดงถึงการเคลื่อนไหวของเมฆและโดย microphysics สามส่วนประกอบ , H2O , nh3 และ nh4sh การระบายความร้อนที่ร่างกายระบายความร้อนของเหลวทดแทนสุทธิมีลักษณะคล้ายคลึงกับรายงานใน ซูกิยาม่า et al . ( ซูกิยาม่า คุณ et al . [ 2011 ] กิจกรรมต่อเนื่องพายุทำลายโครงสร้างสามชั้นเมฆของดาวพฤหัสบดี geophys . ความละเอียดพิมพ์หนังสือ 38 , l13201 . ดอย : 10.1029 / 2011gl047878 ) : ชั้นคงเกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยาเป็นขอบเขต dynamical และส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพ และเคมีรุนแรงพายุเมฆพัฒนาแตกต่างกันชั่วคราว intermittency และงานขนส่งที่เกี่ยวข้องกับเมฆเหล่านี้ผลลัพธ์ในการจัดตั้งหมายถึงแนวตั้งโปรไฟล์ของการควบแน่นและก๊าซย่อที่โดดเด่นแตกต่างจากแต่ก่อนยอมรับโครงสร้าง 3 ชั้น ( เช่น atreya ยสปอร์กูลือบือโร , , , p.n. [ 1985 ] โฟโตเคมีและเมฆของดาวพฤหัสดาวเสาร์ และมฤตยู ใน : ความก้าวหน้าล่าสุดในอุตุนิยมวิทยาภาคพื้น มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กด , ลอนดอน , pp . 17 ( 68 ) ผลของเราแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของกิจกรรมเมฆต่อเนื่องประมาณสัดส่วนของความลึกของ H2O ก๊าซ การ autoconversion มาตราส่วนเวลาไม่ได้อย่างมากส่งผลกระทบต่อผล ยกเว้นโปรไฟล์แนวตั้งของการควบแน่น .เปลี่ยน autoconversion มาตราส่วนเวลาโดยปัจจัยที่ 100 การเปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยปัจจัยสองน้อยกว่า แต่มันเป็นสาเหตุที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนของการควบแน่นในชั้นโทรโพสเฟียร์ ด้านบน

ชั้นแบบชุ่มชื้นกลายเป็นอาจไม่แน่นอนเกี่ยวกับการพัสดุทางอากาศเพิ่มขึ้นจากด้านล่าง h2o ยกระดับควบแน่น ( LCL ) ก่อนการพัฒนาของเมฆพายุ ความไม่แน่นอนสะสมจนเรียกที่เหมาะสมโดย H2O ) ที่หล่นลงมาผ่าน H2O LCL ;h2o ) ขับรถลงไหลด้านล่างโดย H2O เป็นผลของความร้อนแฝงที่เกี่ยวข้องกับเรื่องการระเหยของคอนเดนเสทและกลับมา updrafts อุ้มความชื้นของอากาศจากด้านล่างเลเยอร์แบบชุ่มชื้น การพัฒนาระบบงานจะสิ้นสุดลงเมื่อความสมบูรณ์หมดระยะเวลาของ intermittency ประมาณเท่ากับเวลาที่ได้จากการหารหมายถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ซึ่งเกิดจากการพัฒนาแอปเปิ๊ลที่ใช้งานโดยร่างกายอัตราการระบายความร้อน