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鉛直断面 (x: 水平, z: 高度) の 2 次元非静力学モデル。密度成層を保ったまま音波を除去する anelastic 近似を用い、基本場 (θ₀, ρ₀, π₀) は静力学平衡から積分する。全ての計算は WebGL2 のフラグメントシェーダで格子点ごとに並列実行される。
暖かい雨: 飽和調節 (潜熱付き), 自己変換 k₁(q_c − q_c0), 併合 k₂ q_c q_r^0.875, 雨の蒸発 (Klemp–Wilhelmson 型), 落下速度 V_r = 36.34 (ρ q_r)^0.1364 (ρ₀₀/ρ)^½。氷相: 均質凍結 (−40 °C), 不均質凍結 (過冷却に依存), 氷への昇華成長と Wegener–Bergeron–Findeisen 過程 (氷飽和と水飽和の差が駆動), 雪への変換, 雲粒捕捉 (雲粒着氷), 融解。
MacCormack (BFECC 系) 半ラグランジュ移流 + 局所クランプ, 圧力ポアソン方程式 ∇²φ = ∇·(ρ₀ v) を Jacobi 反復で解く射影法, 上端は Rayleigh スポンジ層付き剛体蓋, 側面は気流設定に応じたナッジング流入 / 勾配ゼロ流出。地表は地形マスク内で速度ゼロ (粘着)、地表セルでバルク式の顕熱・潜熱・運動量フラックス。
空気塊粒子は流れに追従する。雲粒粒子は半径 r を持ち、拡散成長 dr²/dt = 2 G S (S は過飽和度; 雲内では上昇流に比例した過飽和を仮定), 連続捕捉 dr/dt = E ρ q_c V_t/(4 ρ_w), 終端速度 V_t (Stokes / 線形 / 平方根の 3 領域) で落下する。−38 °C 以下で氷晶に転じ、氷飽和を基準に成長する。
上端は剛体蓋 + Rayleigh スポンジ層。左右は「気流」タブで選ぶ: 開放 は境界近くの吸収層で基本場 (θ₀, q_v0, 初期風 u₀(z)) へ緩和しつつ、気流の流入側ではその目標値へ置き換える (流出側は勾配ゼロ)。周期 は右端と左端をつなぐ。閉鎖 は両端を壁にする。地表は地形マスク内で速度ゼロ。
雲の明るさは、その点から太陽へ向かう経路上の光学的厚さ τ (雲水 1.5×10⁵, 雲氷 3×10⁴, 雨 1.5×10³, 雪 3×10³ m⁻¹ per kg/kg の消散係数で積分) から、多重散乱の近似 L = 0.30 + 0.70·exp(−0.005 τ) で決める。つまり日向側の雲頂が白く、厚い雲の底や陰が灰〜青灰 (空の環境光) になる。不透明度は局所の消散 × 「見かけの奥行き」で決まり、薄い巻雲は透けて見える。相の色: 通常表示では水滴=白、氷晶=わずかに青白、雨=灰、雪=白灰の淡い差だけ。表示バーの「相の色」を入れると氷晶=青紫、雨=青、雪=水色に強調される。色は温度や湿度を表さない (それらは塗り・等値線で重ねる)。
各列の地表直上セルの雨・雪の混合比と落下速度から降水強度 (ρ q V, mm/h) を求め、ドメイン下端の帯に描く (青=雨, 白=雪, 紫=みぞれ)。観測パネルにも降水域の割合と最大強度を出す。
x–z 断面なので、水平面の von Kármán 渦列そのものは現れない。塔や煙突 (材質「煙突」) を置くと、その風下で x–z 面内の剥離渦が周期的に放出される (「煙突の後流」プリセット)。微物理はバルク 1 モーメント。乱流は 2 次元なので実際の 3 次元乱流よりエネルギーが大規模へ集まりやすい。2 次元で側方希釈がないため積乱雲の上昇流は実際より強めに出る。