Browsing by Subject "putoamiskiihtyvyys"

Tässä tutkielmassa tarkastellaan horisontaalisten gravitaatiovaihteluiden vaikutusta ilmakehän perusyhtälöihin sekä yksinkertaisen ilmakehämallin tuloksiin erilaisissa simulaatioissa. Työn motivointina oli tutkia putoamiskiihtyvyyden vaikutusta mallinnustarkkuuteen, koska se on yksi monista säänennustus- ja ilmastosimulaatioihin liittyvistä epätarkkuustekijöistä. Ilmakehän perusyhtälöt johdettiin aluksi uudelleen huomioimalla gravitaation vaihtelu vaakasuunnassa. Tämän jälkeen vastaavat yhtälömuutokset tehtiin SPEEDY-mallin lähdekoodiin, ja mallin avulla tehtiin simulaatioita gravitaatiovaihteluiden vaikutusten selvittämiseksi. Jotta tulosten analysointi olisi mahdollisimman helppoa, käytettiin simulaatioissa paljon yksinkertaistuksia. Näistä merkittävin oli mallimaapallon korvaaminen vesiplaneetalla. Yhtälömuutosten oikeellisuus mallissa verifioitiin yhden aika-askeleen kokeilla, minkä jälkeen muokatuille perusyhtälöille tehtiin suuruusluokka-analyysi. Analyysin perusteella gravitaatiovaihteluista aiheutuvat lisätermit olivat pääosin yhdestä kahteen kertaluokkaa yhtälöiden muita termejä pienempiä. Lopuksi tehtiin kymmenen vuoden simulaatioita, joissa tarkasteltiin niin sanotun normaaligravitaatiojakauman vaikutuksia mallin tuloksiin. Näissä kokeissa havaittiin, että meteorologisten suureiden anomaliat olivat pääosin maltillisia, mutta eivät merkityksettömän pieniä. Esimerkiksi tuulikentässä havaitut muutokset olivat suurimmillaan noin 2 m/s, kun taas lämpötila-anomaliat jäivät globaalisti alle puoleen asteeseen. Meridionaalisen kiertoliikkeen anomaliassa havaittiin puolestaan selkeä antisymmetria pallonpuoliskojen välillä: intertrooppinen konvergenssivyöhyke siirtyi päiväntasaajalta leveyspiirin 10°S tienoille, kun taas leveyspiirillä 5°N nousuliike heikkeni. Lisäksi länsituulet hidastuivat pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteilla, mutta voimistuivat eteläisellä pallonpuoliskolla. Tulosten perusteella aiheen tutkimista kannattaa jatkaa myös tulevaisuudessa.