相転移を伴う流体運動のカオス理論による普遍的性質の研究

気候の基本単位である天気の変化を考えるために、雲の生成と崩壊を議論できるモデルを構築した。そのモデルでは、大気の運動と水の相変化を最小的にとりいれられている。具体的には、大気の運動は浮力による上昇と水の落下によるひきずりによって支配され、温度の時間発展は大気の断熱膨張と平衡の状態への緩和で与えらた相変化に伴う潜熱を考慮している。これらの反応の組合せを標準的な微分方程式で書くというよりは、むしろ、過程」を写像としてその本質をとりだした形で表現し、その 過程」の結合という形でモデルが構築されている CML法)。このモデルを用いてシミューレションを行ない、底面温度と水分量の変化により幾つかの雲の形状を持つ相 層雲、積雲、乱積雲、層積雲)が存在する事がわかった。これらの相の定量的な特徴付けを雲量の時間変化、雲の境界の長さと雲面積の比やそのゆらぎ、雲内外での速度場の乱れのさ等によって行なった。モデルを3次元に拡張し山岳などの地形の境界条件に伴う雲の発生のメカニズムを調べた。山岳の存在は上昇気流が生成されるため雲が発生しやすく、気流が不安であることが分かった。これらの結果は“The modelling and characterization of cloud dynamics"Statistical Physics:Experiments,Theories and Computer Simulations(Proceeding of The 2st Tohwa Univ.Statistical Physics Meeting)p.158(1998)World Scientific Pub.に掲載された。

気候の基本単位である天気の変化を考えるために、雲の生成と崩壊を議論できるモデルを構築した。そのモデルでは、大気の運動と水の相変化を最小的にとりいれられている。具体的には、大気の運動は浮力による上昇と水の落下によるひきずりによって支配され、温度の時間発展は大気の断熱膨張と平衡の状態への緩和で与えらた相変化に伴う潜熱を考慮している。これらの反応の組合せを標準的な微分方程式で書くというよりは、むしろ、過程」を写像としてその本質をとりだした形で表現し、その 過程」の結合という形でモデルが構築されている CML法)。このモデルを用いてシミューレションを行ない、底面温度と水分量の変化により幾つかの雲の形状を持つ相 層雲、積雲、乱積雲、層積雲)が存在する事がわかった。これらの相の定量的な特徴付けを雲量の時間変化、雲の境界の長さと雲面積の比やそのゆらぎ、雲内外での速度場の乱れのさ等によって行なった。モデルを3次元に拡張し山岳などの地形の境界条件に伴う雲の発生のメカニズムを調べた。山岳の存在は上昇気流が生成されるため雲が発生しやすく、気流が不安であることが分かった。これらの結果は“The modelling and characterization of cloud dynamics"Statistical Physics:Experiments,Theories and Computer Simulations(Proceeding of The 2st Tohwa Univ.Statistical Physics Meeting)p.158(1998)World Scientific Pub.に掲載された。