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:

ชุดจำลองแทนระยะยาวของการพาชุ่มชื่นในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีจะดำเนินการในสั่งการตรวจสอบลักษณะ idealized ของโครงสร้างแนวตั้งของเมฆหลายองค์ประกอบ และเคลื่อนไหวด้วยการพาที่เกี่ยวข้อง abundances ลึกของก๊าซ condensable แตกต่างกันและมาตราส่วนเวลา autoconversion อยู่หลังหนึ่งในพารามิเตอร์อาจมากที่สุดในก้อนเมฆ microphysicalparameterization แบบจำลองจะดำเนินการโดยใช้ก้อนเมฆสองแก้ไขรูปแบบการเคลื่อนไหวด้วยการพาและ microphysics ส่วนประกอบสามเมฆ H2O ที่แสดงอย่างชัดเจนNH3 และ NH4SH ร่างกายระบายความร้อนที่สง่างามแทนสุทธิ radiative ระบายความร้อน ผลลัพธ์เป็น qualitativelyคล้ายกับรายงานใน Sugiyama et al. (Sugiyama, al. คุณ et [2011] ขาด ๆ หาย ๆ cumulonimbusกิจกรรมที่ทำลายโครงสร้าง 3 ชั้นเมฆของดาวพฤหัสบดี Geophys ทรัพยากร Lett 38, L13201doi:10.1029 / 2011GL047878): ชั้นมั่นคงที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการควบแน่นและสารเคมีที่ทำหน้าที่เป็นมีประสิทธิภาพ dynamical และ compositional ขอบ cumulonimbus เข้มเมฆพัฒนา มีทั้งหมดintermittency ชั่วคราว และการขนส่งการใช้งานที่เชื่อมโยงกับผลลัพธ์เหล่านี้เมฆในสถานประกอบการส่วนกำหนดค่าแนวตั้งหมายถึง condensates และ condensable ก๊าซที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดจากโครงสร้างสามชั้นยอมรับมาจนบัด (เช่น Atreya เอสเค โร มานี โรงแรมวินชี [1985] เคมีแสงและเมฆของดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวยูเรนัส ใน: ล่าสุดก้าวในอุตุนิยมวิทยาดาวเคราะห์ มหาวิทยาลัยแคมบริดจ์กด ลอนดอน นำ 17-68) ผลของเรายังแสดงให้เห็นว่า ระยะเวลาของกิจกรรมเมฆไม่ต่อเนื่องเป็นประมาณเป็นสัดส่วนกับความลึกของก๊าซ H2O สเกลเวลา autoconversion ไม่ไม่ขอส่งผลกระทบต่อผลลัพธ์ ยกเว้นค่าแนวตั้งของ condensates การเปลี่ยนแปลงเมื่อ autoconversionมาตราส่วน โดยการคูณ 100 เปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยตัวของน้อยกว่า 2 แม้ว่าจะทำให้เพิ่มขึ้นอย่างมากจำนวน condensates ในโทรโพสเฟียร์ด้านบนชั้นพาชุ่มชื่นไม่เสถียรอาจเกี่ยวข้องกับการพัสดุอากาศที่เพิ่มขึ้นจากด้านล่าง H2O ยกมีหยดน้ำเกาะระดับ (โดยมิ) ดีก่อนพัฒนาเมฆ cumulonimbusความไม่แน่นอนสะสมจนเป็นทริกเกอร์ที่เหมาะสมโดยคอนเดนเสท H2O ที่ลงผ่านโดยมิ H2O คอนเดนเสท H2O ไดรฟ์ไหลลงด้านล่างโดยมิ H2O ดังนั้นของแฝงอยู่เย็นสัมพันธ์กับระเหยใหม่ของคอนเดนเสท และ updrafts กลับมามีอากาศชุ่มชื่นจากด้านล่างชั้นพาชุ่มชื่น พัฒนางานเมฆถูกตัดลงเมื่อความไม่แน่นอนจะเหนื่อยอย่างสมบูรณ์ ระยะเวลาของ intermittency เป็นประมาณเท่ากับเวลาที่ได้รับโดยอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดจากการใช้งาน cumulonimbus พัฒนา โดยแบ่งอัตราเย็นตัว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชุดของการจำลองเชิงตัวเลขในระยะยาวของการพาความร้อนชื้นในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีจะดำเนินการใน
การสั่งซื้อเพื่อตรวจสอบลักษณะที่เงียบสงบของโครงสร้างแนวตั้งของเมฆหลายองค์ประกอบและ
การเคลื่อนไหวไหลเวียนที่เกี่ยวข้องกับพวกเขาที่แตกต่างกันปริมาณลึกของก๊าซควบแน่นและ
autoconversion ช่วงเวลาหลังเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่น่าสงสัยมากที่สุดในเมฆจุลภาค
parameterization การจำลองการดำเนินการโดยใช้ระบบคลาวด์สองมิติการแก้ไขรูปแบบ
ที่ชัดเจนแสดงให้เห็นถึงการเคลื่อนไหวไหลเวียนและ microphysics ของสามองค์ประกอบเมฆ H2O,
NH3 และ NH4SH การจัดเก็บภาษีการระบายความร้อนของร่างกายที่ทดแทนการระบายความร้อนรังสีสุทธิ ผลลัพธ์ที่ได้จะมีคุณภาพ
คล้ายกับที่รายงานในซึกิยามา et al, (ซึกิยามาพ et al, [2011] cumulonimbus เป็นระยะ ๆ ..
กิจกรรมทำลายโครงสร้างเมฆสามชั้นของดาวพฤหัสบดี Geophys Res เลทท์ 38, L13201.....
ดอย: 10.1029 / 2011GL047878): ชั้นที่มีเสถียรภาพที่เกี่ยวข้องกับการรวมตัวและปฏิกิริยาทางเคมี ทำหน้าที่เป็น
ขอบเขตที่มีประสิทธิภาพและพลัง compositional เมฆ cumulonimbus รุนแรงกับการพัฒนาที่แตกต่างกัน
intermittency ชั่วคราวและการขนส่งการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับเมฆเหล่านี้ส่งผลให้สถานประกอบการ
ของโปรไฟล์แนวเฉลี่ยของควบแน่นและก๊าซควบแน่นที่มีเอกลักษณ์ความแตกต่างจาก
ก่อนนี้ได้รับการยอมรับโครงสร้างสามชั้น (เช่น Atreya, เอสเค, โร PN [1985] ปฏิกิริยา.
และเมฆของดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและใน:... ความก้าวหน้าล่าสุดในดาวเคราะห์อุตุนิยมวิทยาเคมบริดจ์ Univ
. กดลอนดอนหน้า 17-68) ผลของเรานอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของกิจกรรมเมฆเนื่องเป็น
ประมาณสัดส่วนกับความอุดมสมบูรณ์ของก๊าซลึก H2O ขนาดเวลา autoconversion ไม่ได้อย่างยิ่ง
ส่งผลกระทบต่อผลการยกเว้นโปรไฟล์ในแนวตั้งของควบแน่น เปลี่ยนเวลา autoconversion
ขนาดโดยปัจจัยที่ 100 การเปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยปัจจัยที่น้อยกว่าสองแม้ว่ามันจะทำให้เกิดการ
เพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนควบแน่นในสังคม troposphere.
ชั้นความร้อนชื้นที่อาจจะกลายเป็นความไม่แน่นอนที่เกี่ยวกับอากาศ พัสดุเพิ่มขึ้นจาก
. ต่ำกว่าระดับการควบแน่นยก H2O (LCL) ก่อนที่จะมีการพัฒนาของเมฆ cumulonimbus
สะสมความไม่แน่นอนจนทริกเกอร์ที่เหมาะสมที่ให้บริการโดย H2O คอนเดนเสทที่ตก
ลงผ่าน H2O LCL; คอนเดนเสท H2O ไดรฟ์ที่ไหลลงด้านล่าง H2O LCL เป็นผล
ของการระบายความร้อนแฝงที่เกี่ยวข้องกับเรื่องการระเหยของคอนเดนเสทและ updrafts กลับมา
ดำเนินอากาศชื้นจากด้านล่างไปยังชั้นการพาความร้อนชื้น การพัฒนาระบบคลาวด์ที่ใช้งานถูกยกเลิกเมื่อ
ความไม่แน่นอนคือหมดอย่างสมบูรณ์ ระยะเวลาของการ intermittency คือประมาณเท่ากับเวลาที่ได้รับ
โดยการหารเฉลี่ยเพิ่มขึ้นอุณหภูมิที่เกิดจากการพัฒนา cumulonimbus ใช้งานโดย
ร่างกายอัตราการเย็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชุดจำลองเชิงตัวเลขของการพาความร้อนในความชุ่มชื้นของดาวพฤหัสบดี บรรยากาศจะดำเนินการใน
เพื่อศึกษาลักษณะในอุดมคติของโครงสร้างแนวตั้งหลายองค์ประกอบเมฆและ
ภาพเคลื่อนไหวโดยการเกี่ยวข้องกับพวกเขา การเปลี่ยนแปลงลึก abundances ก๊าซย่อและ
autoconversion เวลาขนาดหลังหนึ่งของพารามิเตอร์ที่น่าสงสัยที่สุดใน parameterization microphysical
เมฆ จำลองระบบสองมิติการใช้เมฆที่ชัดเจนแสดงถึงการเคลื่อนไหวแบบ
การพาและ microphysics สามส่วนประกอบของเมฆ , H2O ,
nh3 และ nh4sh การระบายความร้อนที่ร่างกายระบายความร้อนของเหลวทดแทนสุทธิ ผลการวิจัยเชิงคุณภาพ
คล้ายกับที่รายงานใน ซูกิยาม่า et al . ( ซูกิยาม่า คุณ et al . [ 2011 ] กิจกรรมต่อเนื่องคิวมูโลนิมบัส
ทำลายโครงสร้างสามชั้นเมฆของดาวพฤหัสบดี geophys . ความละเอียดพิมพ์หนังสือ 38 , l13201 .
ดอย : 10.1029 / 2011gl047878 ) : ชั้นคงเกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยาเป็นพลวัต และส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพ
ขอบเขตและสารเคมีรุนแรงพายุเมฆพัฒนาแตกต่างกัน
ชั่วคราว intermittency และงานขนส่งที่เกี่ยวข้องกับเมฆเหล่านี้ผลลัพธ์ในสถานประกอบการ
ของหมายถึงโปรไฟล์แนวตั้งของการควบแน่นและก๊าซย่อที่แตกต่างจากแต่ก่อนยอมรับ
3 ชั้นโครงสร้าง ( เช่น atreya ยสปอร์กูลือบือโร , , , p.n. [ 1985 ] เมอร์ลิน
และเมฆของดาวพฤหัส ดาวเสาร์ และมฤตยู ใน : ความก้าวหน้าล่าสุดในอุตุนิยมวิทยาภาคพื้นเคมบริดจ์มหาวิทยาลัย
กด , ลอนดอน , pp . 17 ( 68 ) ผลของเราแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของกิจกรรมไม่ต่อเนื่อง คือ เมฆ
ประมาณสัดส่วนของความอุดมสมบูรณ์ลึกของ H2O ก๊าซ การ autoconversion มาตราส่วนเวลาไม่ขอ
มีผลต่อผลลัพธ์ ยกเว้นโปรไฟล์แนวตั้งของการควบแน่น . เปลี่ยน autoconversion เวลา
ขนาดโดยปัจจัยที่ 100 การเปลี่ยนแปลงระยะเวลา intermittency โดยปัจจัยสองน้อยกว่า แม้ว่าสาเหตุการเพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนของการควบแน่นในชั้นโทรโพสเฟียร์ ด้านบน
ชั้นแบบชุ่มชื้นกลายเป็นอาจไม่แน่นอนเกี่ยวกับการพัสดุทางอากาศเพิ่มขึ้นจาก
ด้านล่าง h2o ยกระดับควบแน่น ( LCL ) ก่อน การพัฒนาของเมฆคิวมูโลนิมบัส .
ความไม่แน่นอนสะสมจนเรียกที่เหมาะสมโดย H2O ) ที่ตก
ลงผ่าน H2O LCL ; h2o ) ขับรถลงไหลด้านล่างโดย H2O เป็นผล
ของแฝงเย็นที่เกี่ยวข้องกับเรื่องการระเหยของคอนเดนเสทและกลับมา updrafts
อุ้มความชื้นของอากาศจากด้านล่างไปยังชั้นการพา ชุ่มชื้นการพัฒนาระบบงานจะสิ้นสุดลงเมื่อ
ความไม่แน่นอนจะสมบูรณ์หมด ระยะเวลาของ intermittency ประมาณเท่ากับเวลาที่ได้
โดยแบ่งอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดจากการพัฒนาแอปเปิ๊ลใช้งาน โดยอัตราการเย็นตัว

.