まず、緯度帯ごとに大気の水蒸気収支を考える。 年平均の定常状態を考えると、 降水量と、緯度帯間の「壁」を通る南北方向の水蒸気輸送量から、 蒸発量を求めることができる。
降水量のデータは課題2で用意した。 水蒸気輸送量は、 天気予報に関連して使われているデータ同化 [増田 1989や 別ページ(「地球環境観測」教材)参照]のひとつである 「JRA25」でつくられた格子点データを使うことにする。 JRA25の場合、鉛直積算をすませた水蒸気輸送ベクトルの南北成分が データセットの一部として提供されている(東西成分も同様)。 これは緯度円の単位長さあたりの値なので、 緯度帯の水蒸気収支を計算する際には、これに緯度円の長さをかけたうえで、 緯度帯の面積あたりに換算することが必要になる。 計算の際には、正・負の符号、長さや時間の単位の換算にも注意。
年平均の定常状態を想定した地表面での顕熱フラックスの推定は、 課題2では全球平均値についてできただけだが、 今回のデータを 課題1・ 課題2 のデータと合わせて使えば、緯度帯ごとに求めることができる。 計算の際には、 蒸発の質量フラックスとそれに対応する潜熱のエネルギーフラックスとの関係に注意。
東西方向の水蒸気輸送量も使えば、蒸発量や顕熱輸送量の 水平2次元分布を求めたり、海陸別に集計したりすることもできる。
JRA25 (Japanese 25-year Re-Analysis)は日本の気象庁と電力中央研究所が、
1979年から2004年までの全球の気象データを同化したプロジェクトである。
ウェブサイトはhttp://jra.kishou.go.jp/。
代表文献はONOGI et al. (2007), 大野木 (2007)。
「再解析」というのはリアルタイムの天気予報のために行なっている同化(解析)と
対比した呼びかたで、
予報モデルや内挿アルゴリズムなどを一定のままで、
過去にさかのぼった長期間のデータの処理を行ない、
なるべく質のそろった格子点データを作成することをめざしている。
JRA25のデータ同化では、6時間ごとに、3次元(緯度、経度、ある鉛直座標)の 格子点での風速の東西・南北成分や比湿などが計算された。 これらをもとに計算された、 鉛直積算した水蒸気の質量輸送ベクトルの東西・南北成分の値も提供されている (anl_mdlデータセットのUWVcol, VWVcolという変数)。
演習用のデータの期間は、 課題1で使ったERBEのよいデータのある1985年2月から1989年4月までとし、 JRA25のanl_mdlの月平均値データセットから対象とする変数を取り出して、 それぞれ、1月なら1月についてあるだけの年を平均した月ごとの値と、 それをもとにした年平均を計算した。 さらに、anl_mdlデータセットの320×160の格子(JRA25で使われた気象予報モデルの格子)から、 緯度経度2.5度の格子に空間内挿した。
演習用データは、CD-Rのディレクトリjra25に用意する。
形式は課題1、課題2
の場合と基本的に同じである。
ただし、課題1、2のデータは、2.5度間隔の緯線経線で囲まれた
ます目に値が対応していたのに対して、
今回は、緯線経線の交点に値が対応している。
(このほうがます目ごとの収支計算につごうがよい。)
北から順に、最初の行が北緯90度、次が北緯87.5度。
各行の最初の数値が東経0度、次が東経2.5度。
行の数が、課題1、2のデータでは72だったのに対して、今回は73になっている。
データが欠けているところはない。
(しかし、北極点・南極点での値はあまり意味がない。)
ファイル名は、変数名 + "av" (平均を示す) + 月(数字2けた) + ".txt" の形にした。
年平均値は月の代わりに "an" (annualの略)とした。
変数名は次のとおり(JRA25の変数名とは変えてしまった)。
http://s-ws.net/tenki/cont/54_09/co.htmlからリンクされている。