リープ・フロッグ法

leap-frog method, leapfrog method

http://www.nagare.or.jp/jscfd/j-jscfd/122/p122-1.pdf

leap-frog 法は,ノイマンの安定解析では中立安定となるため散逸誤差が発生しない.しかし,leap-frog 法の欠点として,分散誤差がよく指摘されている.これは,クーラン数が小さくなると,カットオフ波数付近で高周波成分に遅延が見られるようになり,遅延位相誤差が発生するためである.津波を対象とした場合はカットオフ波数付近でのエネルギースペクトルは比較的小さいと考えられるが,計算された波形に格子間隔に対応した高周波成分が発生していないかを確認する必要がある.

http://www.rccp.tsukuba.ac.jp/algorithm-ws/pdf/3-3-singu.pdf

Leap frog法に特有の数値計算上の時間振動モード

2014/12/20 追記:
白山 晋, 工学的CFDソルバーからみた海洋大循環シミュレーション. ながれ, 20 (2001) 304-315. の内、p.309.

4.1 時間積分

時間積分に対しては,リープ・フロッグ・スキームや松野スキーム 11)が用いられる.松野スキームは予測子・修正子法に類似する方法である.リープ・フロッグ・スキームに関しては安定性の問題で工学的な用途では使われることが少ないが,気象・海洋の場合は,位相誤差をできるだけ避けるという目的で利用されることが多い.長時間積分が必要だからである.

ナッジング

nudging

http://www.env.go.jp/earth/dss/report/ref02.pdf

ナッジング(なっじんぐ):データ同化の手法の一つ。ナッジングでは、数値モデルの予測値を観測データで単純に補正していく。

http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/kankyoken/report-news/2004/taiki2.pdf

ナッジング(nudging、モデル予測値と観測値との差をニュートン緩和法で補正する方法

クロスコンパイラ

cross compiler

http://e-words.jp/w/E382AFE383ADE382B9E382B3E383B3E38391E382A4E383A9.html

 プログラマが高等言語で作成したソースコードを解釈し、開発に使用しているのとは異なる機種で実行可能な機械語のプログラムを生成するソフトウェア。生成した実行可能形式のプログラムは、開発機からターゲットとする機種にケーブルなどで転送してから実行する。

対流調節

convective adjustment

http://www.dpri.kyoto-u.ac.jp/dat/nenpo/no46/46b0/a46b0t42.pdf

Manabe et al.(1965)は,大気の成層状態は不安定になると対流が起こり熱を上方に運んで成層状態は中立にもどる,という対流調節を定式化した。対流調節は積雲対流による水蒸気の潜熱の解放や熱の鉛直輸送などの効果を簡単に大規模運動に取り入れる方法で,GCMなどに導入されている。

地衡風

geostrophic wind

http://www.iknet.info/wxinfo/dictionary/gogen3.html

地衡風(geostrophic wind)とは気圧傾度力と地球の自転によるコリオリ力がつりあったとき、等圧線に平行に吹く「仮想的な」風のこと。摩擦力の少ない上空の大規模な流れに関しては地衡風が近似的に吹くものと考えられます。「geostrophic wind」は1916年に英国気象学者ショー卿が地球(ge)と向きを変える(strephein)というギリシャ語から造った言葉とされています。

モニンオブコフの相似則

Monin-Obukhov’s Similarity Theory (MOS)

http://www.geocities.co.jp/CollegeLife/7134/memo1.html

理想化された接地層として,定常で水平方向に一様な気層において,乱流状態にある風速や気温の各種統計量(平均値,分散,共分散,スペクトルなど)は,独立変数としての地上高Zは別として,地表における摩擦応力と鉛直熱フラックスについての量である tau0/rho(=-uw(bar))とH0/(Cprho)(=theta*w(bar)=Q0) ,および浮力パラメーター g/theta0 だけで一義的に決定される.

コルモゴロフのスケーリング則、コルモゴロフ・スケール、コルモゴロフ時間

Kolmogorov

http://pub.maruzen.co.jp/book_magazine/magazine/parity-back/parity2003/2003_02/302_key.html

●コルモゴロフのスケーリング則[Kolmogorov’s scaling law]
発達した乱流では,駆動源の代表的な時空間スケールに比べて十分小さな時空間スケールの運動の統計的性質は,駆動源の詳細な力学的性質にはよらず,単位時間あたり単位質量あたりの平均エネルギー供給率ε[cm2/sec3]と流体の動粘性係数ν[cm2/sec]で特徴づけられるという普遍平衡理論がコルモゴロフ(Kolmogorov 1941)によって提唱された。この2つの物理量の組み合わせで得られる長さ (コルモゴロフ長)lK=(ν3/ε)1/4[cm]と時間(コルモゴロフ時間)τK=(ν/ε)1/2[sec]は,乱流の小規模運動の統計的性質の代表的な長さと時間を表す。これをコルモゴロフのスケーリング則という。(p.13「乱流要素渦」)

http://hellfire.riken.go.jp/~watanabe/hime/jsme2.pdf p.1

粘性による摩擦で熱に変わるスケール(コルモゴロフ・スケールと呼ぶ)

コルモゴロフ・スケール:
 それ以下の渦は存在できない。

 関連:
 バッチェラースケール(Batchelor scale, 濃度分布むらの最小の大きさを表すスケール)

CNとCCN

CN : 凝結核, condensation nuclei
CCN : 雲凝結核, cloud condensation nuclei

http://taiki1.sci.hokudai.ac.jp/~noda/study/study-abst.html

エアロゾルはその測定手法からCN(凝結核)と呼ばれる。そのCNのうち実際の大気中で達成されるような低い過飽和度(<1%)で凝結成長して雲粒になることができる粒子をCCN(雲凝結核)という。CCNはTwomey効果と深い関係があり、また大気中では達成される過飽和度が低いという理由から層雲において特に重要である。

 CCNの変動は空間・時間の両方に現れる。数濃度は海上より陸上で高い。陸上では海上に比べて地表付近で数濃度が高いが、高度上昇に伴ってその差は減少する。海上と陸上ではエアロゾルの粒径分布や化学組成も違う。また各海上での数濃度は類似していた。高度によって粒径分布は変化し、季節によって化学組成が違う地域もある。雲が存在するときは自由大気に比べて境界層では数濃度が低く、粒径は大きい。都市や工業地域の風下では数濃度が高い。また数濃度は日中や夏期に高く夜間や冬期に低い。海上では風が強いときに数濃度が高い。また降水があったときの数濃度は低い。

 これらの変動は人間活動や雲や降水の有無、日射や風速の増加、風向の変化に伴って起きている。これらはエアロゾルの生成・成長・輸送に影響している。空間変動はどこにどんな種類の発生源があるか、それが成長しながらどこに輸送され、どうやって大気中から除去されるのかによって起きている。また時間変動はいつ生成・成長しているのか、いつ輸送・除去されているのかによって起きている。つまりCCNの変動を追うことは大気中におけるエアロゾルの生涯を追うことであり、CCNだけでなくCNの観測も重要である。