気象と統計力学(P11)

P11 降水と大気の継続時間分布の検証


16.降水と大気の継続時間分布の検証

中国、四国、九州の17箇所の観測所の過去15年間の観測値から得られた系全体の降水の年間日数と年間回数、及び、大気の年間日数と年間回数は次のとおりである。

        表6. AとC
          A    C      A/C
     降水  120.1    60.19   1.995
     大気     245.55   60.47   4.061
          平均  121.9    60.38   2.019

平均は降水を自由度1、大気を自由度2とした。
       A    (120.1+245.55)/3=121.9
            C    (60.19+60.47*2)/3=60.38
           A/C  121.9/60.38=2.019

理論値、A=121.75、C=60.40、A/C=2.016とよく一致している。また、1.995^2=3.980≒4.061だから、33)式も成立していることが分かる。


中国、四国、九州の17箇所の観測所の過去15年間の観測値から得られた系全体の降水の継続日数分布と31)式を表3.と図2.に、大気の継続日数分布と32)式を表4.と図3.に示した。

図中のθとωは次の式による。

図2.の降水の継続日数分布では31)式の<θ>において次のとおりである。
$\theta=(\displaystyle\frac{A}{C})^2$
$\omega=S_L^2(\displaystyle\frac{A}{C})^2$

図3.の大気の継続日数分布では32)式の<θ>において次のとおりである。
$\theta=\displaystile\frac{A}{C}$
$\omega=S_L\displaystyle\frac{A}{C}$
θは平均継続日数であり、ωはそれにエネルギーの比SLが掛かっている。

図2.も図3.もωの方がθより観測値とよく一致している。ωの方がθより観測値と一致するという結果は17箇所の観測所においても同じであった。





新しい力学系では、降水にも大気にもSLが存在すること、それによって、降水も大気も平均継続時間が観測値より短くなっていること、従って、降水にも大気にも量子効果が表れること、が分る。また、降水粒子は、大気の窒素分子N2や酸素分子O2と同じように、相変化もしない、相互作用もしない、理想気体粒子として扱ってもよい、と考えられる。
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