Budyko 『気候と生命』の地表面熱収支の知見を JRA-3Q で再現・確認する

世界の地理的分布

第3章 地球の熱収支

第1節 熱収支項の地理的分布

注

• 下の見出しの図の表題は『気候と生命』日本語版のもの (現代日本の気象学用語とちがうことがある)。 かっこ内の文字列は増田の JRA-3Q の作業で画像ファイル名にふくめたもの。
• 地図投影はまねをせず「正距円筒図法」にしたが、中心子午線は Budyko にあわせて東経40度にした。
• ほぼ符号一定の数量は、赤系統で、値が大きいほど濃い色にした。(放射が強いほど明るくすることにはしなかった。)
• 正と負の値をとる数量は、値が正のとき赤系統、負のとき青系統で、絶対値が大きいほど濃い色にした。

第23図 全短波放射の年間量 (rsdownann)

[注] 60 .. 220 kcal/(cm² year) は 79 .. 289 W/m²

第24図 12月の全短波放射 (rsdown12)

[注] 0, 10, 20 kcal/(cm² month) は 0, 157, 315 W/m²

第25図 6月の全短波放射 (rsdown06)

[注] 0, 10, 20 kcal/(cm² month) は 0, 157, 315 W/m²

第26図 地球表面の年間純放射量 (rnetann)

[注] 0 .. 140 kcal/(cm² year) は 0 .. 184 W/m²

第27図 12月の地球表面の純放射 (rnet12)

[注] -2 .. 14 kcal/(cm² month) は -31.5 .. 220 W/m²

第28図 6月の地球表面の純放射 (rnet06)

[注] -2 .. 16 kcal/(cm² month) は -31.5 .. 252 W/m²

第29図 蒸発による熱放出の年間量 (lhfann)

[注] 0 .. 140 kcal/(cm² year) は 0 .. 184 W/m²

第30図 12月における蒸発熱放出 (lhf12)

[注] 0 .. 22 kcal/(cm² month) は 0 .. 346 W/m²

第31図 6月における蒸発熱放出 (lhf06)

[注] 0 .. 12 kcal/(cm² month) は 0 .. 189 W/m²

第32図 地球表面から大気への乱流熱フラックスの年間量 (shfann)

[注] 0 .. 60 kcal/(cm² year) は 0 .. 79 W/m²

第33図 12月における地球表面から大気への乱流熱フラックス (shf12)

[注] 0 .. 8 kcal/(cm² month) は 0 .. 126 W/m²

第34図 6月における地球表面から大気への乱流熱フラックス (shf06)

[注] 0 .. 8 kcal/(cm² month) は 0 .. 126 W/m²

第35図 海洋表面から下層水へ向かう熱フラックスの年間量 (gfluxann)

[注] -100 .. 50 kcal/(cm² year) は -132 .. 66 W/m²

(第36図 海流と大規模乱流による上表層水内での熱の出入り、大西洋北部、1月)

1月における海洋表面から下層水に向かう熱フラックス (gflux01)

第37図 地球-大気系の純放射の年間量 (toa_rnetann)

[注] -60 .. 40 kcal/(cm² year) は -79 .. 53 W/m²

第38図 水蒸気凝結による熱獲得の年間量 (preciphann)

雲の再蒸発をのぞいた正味の水蒸気凝結量は、降水量と同じとみてよい。 水の単位質量あたりの蒸発の潜熱 L は一定値 (2.5×10⁶ J/kg) とみてよいから 降水量にそれをかければよい。

[注] 0 .. 180 kcal/(cm² year) は 0 .. 237 W/m²

第39図 大気中の水平運動による熱の獲得

これは、『気候と生命』 日本語版 168ページの説明を読んだだけでは、定義がわからない。

まず、地表面の rnetann と「大気上端」の toa_rnetann から、 定常を仮定すれば、大気中の水平運動による熱輸送の(水平2次元の)発散量がわかる。 ここでは、その位置の気柱が水平運動によってえるエネルギーを見るために、収束を正にとった。

大気中の水平運動によるエネルギー移流の収束量 (aeconvann)

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そのうち、水蒸気にともなうエネルギー移流 (「潜熱移流」とよぶことにする) の収束量は、 定常を仮定すれば、preciphann - lhfann でえられる。

大気中の水平運動による潜熱移流の収束量 (alhconvann)

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水蒸気以外の形でのエネルギー移流 (「顕熱移流」とよぶことにする) の収束量は、 定常を仮定すれば、aeconvann - alhconvann でえられる。

大気中の水平運動による顕熱移流の収束量 (ashconvann)

『気候と生命』の第39図は、これの正負の符号をかえたものに対応するように見える。

第193図 放射乾燥度と[sic]世界地図 (rdiann)

放射乾燥度 [無次元] = 正味放射 / (降水量 × 水の単位質量あたりの蒸発の潜熱)