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雲物理・降雪過程を伴う重力流ヘッドの動力学とそこでの酸性雪の生成機構

与云物理和降雪过程相关的重力流头动力学及其酸雪形成机制

基本信息

批准号：
04201133
负责人：
植田洋匡
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

豪雪の力学的メカニズムに関連して、本研究では重力流の内部構造とダイミックスの解明を目的とした。雲物理、降雪過程の有無による重力流持性の変化、豪雪時の酸性雪の挙動を解明することを目標とした。(1)雲物理・降雪過程を伴う重力流数値モデルと酸性雪モデル:まず、乱流モデルとして、成層乱流に十分な精度を持つモデルを構築した。雲物理モデルとして、バルクウォーター型のもの(即ち、水蒸気、雲水、雲氷、雨、雪の5つの相間の水分移動を各相の水分量や気温等のマクロ変数によってパラメタライズするもの)を開発した。(2)重力流中のケルビン・ヘルムホルツ(K-H不安定)、内部ボア、孤立渦:重力流のダイナミックスについて風洞、数値実験を実施した。K-H不安定条件に達すると、渦が重力流ヘッド前縁に次々と生成され発達しながら重力流上面を下流に移動し、その際上空の空気を重力流内部に取り込む。逆に湿った重力流内部の空気を上空に運んで雲を生成する。これが重力流上面でのドラッグを生むため重力流の進行を大きく減速させる。K-H不安定がなければ勢力をそのまま持続して高速で進行し、内部構造も前者とは全く異なったものになることを示した。周囲流体が安定成層状態の場合には、重力流の衡撃が安定層内に汲立ち(内部重力波)を誘起し、重力流の前方にローター状の内部ボアを形成する。また、内部重力波は逆に重力流に作用して、重力流先端部を分離して孤立波を生成する。(3)豪雪時の酸性雪の挙動:大気汚染の輸送・拡散・反応・沈着モデルを気流数値モデルと組み合わせて、これを日本海上に形成されるロール状熱体流に適用した。この結果、降雪量や雪中の硫酸イオン生成、水素イオン濃度の観測値がかなり良く再現されることを示した。

The purpose of this study is to clarify the internal structure of gravity flow. Cloud physics, snow process, gravity flow persistence, heavy snow and acid snow movement (1)Cloud physics·Snowfall processes·Gravity flow values·Acid snow·Turbulence·Stratified turbulence·High precision·Construction The development of cloud physics models (i.e., water vapor, cloud water, rain, snow and water movement between phases, water content and temperature of each phase). (2)Gravitational flow, internal turbulence, isolated vortices: gravitational flow, wind tunnel, numerical stability K-H instability conditions are reached, vortices are generated, gravity flows move upward, downward, and upward, and gravity flows are generated internally. Cloud formation occurs in the air above the interior of the gravity flow. The gravity flow is slowing down. K-H instability is caused by the high speed of the force, and the internal structure of the former is completely different. In the case of stable stratified state of circumferential fluid, gravity flow balance and internal gravity wave are induced, and gravity flow front and internal gravity wave are formed. Internal gravity waves act against gravity flow, and solitary waves are generated at the tip of gravity flow. (3)Acid snow in heavy snow: transport, dispersion, precipitation, gas flow rate, formation, and application of hot gas flow in Japan The results show that the amount of snow, the production of sulfuric acid and the concentration of water in the snow are not good.