(大学院) 熱収支水収支特論

1学期 月曜2限 4月14日から

このウェブページは http://macroscope.world.coocan.jp/ja/edu/ris/energy_balance/ です。

2025年度の授業予定

• 地表面エネルギー収支の概念を学ぶ (松山・増田 (2021) 第5章)
• 世界の地表面エネルギー収支・水収支各項の地理的分布や季節変化をみる。例、JRA3Q または JRA55 再解析
• 地表面エネルギー収支・水収支の基本と、エネルギー収支項を地上気象観測値からもとめる方法を学ぶ。 近藤 (1994) 『水環境の気象学』 または 近藤 (2000) 『地表面に近い大気の科学』 のその関連の部分を読む。
• 地上気象観測値から地表面エネルギー収支項を計算してみる。例、熊谷キャンパスでの観測値による。

おおまかには2024年度と同様です。 くわしい内容や日程などは、受講生との相談で変えていきます。

• 第1回 4月14日(月) 2限 (10:55から)、1号館 1306
  • この授業の予定
  • 地表面エネルギー収支の基本
  • Linux マシン hamana にユーザー登録
  • 課題: 松山・増田 第5章を読む
• 第2回 4月21日(月) 2限 3号館 3410
  • 地表面エネルギー収支の基本 つづき
    • [松山・増田 (2021) 第5章]
  • 世界の地表面熱収支各項 (月ごとの平年値) の分布 (再解析データによる)
    • 「再解析データ」
      • [JRA-55]
      • [JRA-3Q]
      • (用語補足) [再解析 (reanalysis)] (2016-05-18)
      • (用語補足) [データ同化 (data assimilation)] (2022-06-25)
    • まず、(データが旧版だが)「JRA-55アトラス」(1981-2010 平年値) の図を見る。
      • [気象庁 「JRA-55 アトラス」]
        • 表示は「カラー1」「カラー2」「白黒」を選択可能、画像ファイルまたは数字テキストファイルをダウンロード可能
        • 地表面および大気上端の気候値
          • 地表面における正味の熱フラックス ... G (陸では地中熱伝導)
          • 地表面顕熱フラックス ... H
          • 地表面潜熱フラックス ... L E
          • 地表面における下向き太陽放射 ... R_S^↓
          • 地表面における下向き長波放射 ... R_L^↓
          • 地表面における正味の太陽放射 ... R_S^↓ - R_S^↑
          • 地表面における正味の長波放射 ... R_L^↓ - R_L^↑
        • 地表面の気候値 ... 気温 (地上 2 m)、降水量、風 (地上 10 m でのベクトル平均風) などがある。
    • JRA-3Q の平年値 (1991-2020) を、Linux 上の Python で作図してみる。(次回につづく。)
      • hamana の /home/masudako/ex/jra3q_clim9120/ に例文がある。
      • これまでに用意したプログラム
        • 1地点の季節変化の折れ線グラフ
          • graph_srb1.py ... 地表面の放射4成分
          • graph_seb1.py ... 地表面エネルギー収支項 Rnet, H, LE, G
          • (水収支項 準備中)
        • 各月の平年値の空間分布の地図表示
          • map_psl1.py ... 海面気圧。エネルギー収支項への変更はあとで説明する。
      • 作業手順の例
        • cp -r /home/masudako/ex/jra3q_clim9120
        • mkdir image (一度だけ、画像ファイルがつくられる場所を確保しておく)
        • cd jra3q_clim9120
        • (ここからプログラムのファイル名や内容をかえてくりかえす)
        • emacs graph_seb1.py (編集する)
        • python graph_seb1.py
        • ls ../image
        • display image/seb40.00N110.00E.png (例)
      • 変更すべきところ (graphのプログラムについて)
        • ほしい緯度経度 plon, plat に代入する値
        • 図を画像ファイルに保存するか (savefig=True)、画面表示か (savefig=False)
        • 凡例をかく縦軸上の位置 ypos, dypos に代入する値
      • 変更すべきところ (mapのプログラムについて)
        • 図を画像ファイルに保存するか (savefig=True)、画面表示か (savefig=False)
        • データファイルの置かれたところ。エネルギー収支項では surf125 を phy2m125 と変更。
        • 「バイナリデータを読む」ところで、気象要素名略号 (増田による) 「psl」を見たいものに変更。
        • 気象要素名略号は、[(2023年度教材) エネルギー各項の地理的分布と季節変化の全球データセットによる作図] のページの表中の「ファイル名中の略号」。
        • 同、Pa → hPa の換算のために 100 でわっているのをやめる (気象要素によってはそれに即した換算)
        • 「等値線によってぬりわける」のところで、配列 levels (および colors) の内容。
        • 「カラーバーをかく」の cb.set_label で 'hPa' を 'W/m2' ('W/m$^2$'として上つきがでるか?)
        • 「タイトルをかく」の stitle に代入する文字列の 'Sea level pressure' を変更
        • 「図を画像ファイルに保存」の imagefilename の psl の部分を変更 (気象要素名略号にあわせるとよい)

過去の教材ページ

(リンクさきがなくなっているばあいや、別のものにおきかわってしまうばあいもあります。)

[2024年度教材]

[2023年度教材]

関連の教材ページ

[圏間相互作用特論 II]

[環境気象学アドバンスト (増田担当分) 2021年度]

[気圏環境学演習 (増田担当分) 2023年度]

[計算機を利用した気象分野の実習の教材]