第五章：モデル出力データ

出力変数

参加者が出力・レポートするべき変数のリストが表5.1および表5.2です．これらは全てnetCDFフォーマットで提出してください．変数の名前・正負規約・内容・時間ステップにわたる平均か瞬間値かの区別・単位については，すべてALMA規約に従ったものです．ALMAについての詳細情報及びnetCDF関連リンクはhttp://www.lmd.jussieu.fr/ALMA/をご覧下さい（訳注：日本語版をhttp://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~agata/archive/ALMA/で製作中）．

表5.1および表5.2に挙げられたもの以外に，実験2および実験3で参加者が用いたaggreagted(ないしeffective)パラメタをレポートしてください（実験2で20ないし60領域分，実験3で3領域分）．ただし，モザイク（タイル）型のSVATを用いている場合，各グリッドの全タイルに対するパラメタをレポートしてください．また，これらのパラメタをaggregationする際に用いた手法について簡潔に報告してください（ただし実験2,3において配布データに含まれるデキアイデータを用いた場合はこの限りではありません）．

データフォーマット

表5.1および表5.2に挙げられた変数は，前述のとおりALMA規約に従ったnetCDFフォーマットで書かれる必要があります．表の中で，「*」がついている変数は3時間ごとの値，そうでない変数はdailyの値を出力してください．

出力変数に関する注意

このセクションでは，本実験における出力変数の定義を明確にします．

複数のレイヤ（層）をもつ積雪スキームに関しては，5層以下にまとめた結果をレポートしてください．それ以上の数のレイヤをもつSVATスキームに関しては，それぞれのスキームに適した方式でサブレイヤを平均化し，4層以下の値にダウンサイジングしてください(五番目あるいは最上層は平均化しないで下さい)．

Qfz

これは積雪内に含まれていた液体水のうち氷に変化した量です（あるいはその逆の変化．規約により，液体→固体の変化量が正）．これは，キャノピーから落下した水(canopy drip)や降雨が再凍結したもの，および融雪水が再凍結したものを含みます．

Qst, Snowpack through-fall

これは定められた時間内における積雪（の基部）から流れ出る全ての液体水と定義されます．積雪内における液体水のリテンション（液体水の再凍結･融解）を考慮していないモデルでは，これはQsmに等しいことに注意してください．

Qf

地表のエネルギー収支に直接影響を及ぼすエネルギーのみを含みます．地表の積雪・キャノピー遮断「槽」にたまっている雪や氷・表層土壌中の氷や凍土の凍結・融解プロセスは，いずれもエネルギーを変えます．

DelColdCont

積雪内におけるCold Content(J m^-2) の総和は次のように定義されます：

(4.1)

ここに，添え字sは雪，iはレイヤ番号（多層積雪モデルに関してはi> 1)です．他の記号は：c_s：雪の熱容量(J m^-3 K^-1)，D_sレイヤの厚さ(m)，T_sレイヤ平均の雪の温度（K），T_f三重点温度(K)，L_f：融解熱(J kg^-1)，W_s：SWE(kg m^-2)，W_l：積雪内の液体水の量(kg m^-2)です．ここで，c_sは定数のこともあれば雪に関する変数(例えば雪の密度や温度など)を用いてパラメタライズされることもあります．

SliqFrac

積雪の各レイヤにおける液体水の割合です．積雪中の液体水の量(kg m^-2)はこの値とSWEの積として求まります．また，積雪中のリテンションを考えないモデルの場合はこの値は0となります

RainfSnowFrac

グリッドボックスに降った雨のうち積雪によって遮断された割合です．積雪中のリテンションを考慮しないモデルでは，0とリポートされることになります(この値は，積雪による水遮断を考えるモデルにおいて質量保存が成り立つように用いられます)．

SnowfSnowFrac

積雪面上に降った雪は全て積雪に遮断されると仮定しています．しかしながら，できるだけ一般性を保つために（in order to be as general as possible），この値も報告してください．

水収支

PILPS-2eと同様に，私たちは水収支を次の式で計算します：
DelSWE + DelIntercept + DelSoilMoist + DelSurfStor = Rainf + Snowf + Evap + Qs + Qsb
ここで，Evapの定義はPILPS-2eとは多少異なります(SubSurfの導入のため)．

エネルギー収支

私たちはエネルギー収支を次の式で計算します：
DelSurfHeat + DelColdCont = SWnet + LWnet + Qle + Qh + Qa + Qg + Qv + Qf
(8/10訂正：最後にQvとQfが加わりました)
これはPILPS-2eにおける定義とほぼ同一ですが，DelSurfHeatの定義が地表面とbulk-canopy 層の両方の貯留熱を含んでいるということが異なっています(前者は表層土層を対象に地表熱収支を考慮するスキーム，後者はキャノピーを対象に地表面熱収支を考えるモデル用)．

表5.1　必要な出力変数．変数名・正負規約・定義および単位についてはすべてALMA規約に従ったもの．「3D」は，本実験において空間軸・水平軸のみならず垂直軸に沿っても変化するとされている変数である．

	変数名	一般的なエネルギー収支変数	単位
1 *	`SWnet`	純短波放射量 net shortwave radiation	W m^-2
2 *	`LWnet`	純長波放射量 net longwave radiation	W m^-2
3 *	`Qle`	潜熱フラックス Latent heat flux	W m^-2
4 *	`Qh`	顕熱フラックス Sensible heat flux	W m^-2
5 *	`Qg`	地熱フラックス Ground heat flux	W m^-2
6 *	`Qf`	融解潜熱 energy of fusion	W m^-2
7 *	`Qv`	昇華潜熱 energy of sublimation	W m^-2
8 *	`Qa`	移流エネルギー advective energy	W m^-2
9 *	`DelSurfHeat`	地表貯熱量の変化change in surface layer heat	W m^-2
10 *	`DelColdCont`	積雪表層のcold contentの変化量 change in snow surface layer cold content	W m^-2
	変数名	一般的な水収支変数	単位
11 *	`Snowf`	降雪強度 snowfall rate	kg m^-2 s^-1
12 *	`Rainf`	降雨強度 rain rate	kg m^-2 s^-1
13	`Evap`	蒸発散量 Total Evapotranspiration	kg m^-2 s^-1
14	`Qs`	表面流出量 surface runoff	kg m^-2 s^-1
15	`Qsb`	地下水流出量 sub-surface runoff	kg m^-2 s^-1
16	`Qsm`	融雪量 snowmelt	kg m^-2 s^-1
17	`Qfz`	雪の凍結量 snow freezing	kg m^-2 s^-1
18	`Qst`	積雪から出てくる水の量 snow through-fall	kg m^-2 s^-1
29	`DelSoilMoist`	土壌水分の変化量 change in soil moisture	kg m^-2
20	`DelSWE`	SWEの変化量 change in SWE	kg m^-2
21	`DelSurfStor`	地表貯留水量の変化量 change in surface water storage	kg m^-2
22	`DelIntercept`	遮断貯留の変化量 change in interception storage	kg m^-2
	変数名	地表面状態	単位
23 *	`SnowT`	積雪表層温度 snow surface temperature	K
24 *	`VegT`	植生／キャノピー温度 vegetation/canopy temperature	K
25 *	`BaresoilT`	裸地面温度 bare soil temperature	K
26 *	`AvgSurfT`	平均地表温度 average surface temperature	K
27 *	`RadT`	地表の放射温度 surface radiative temperature	K
28	`Albedo`	アルビード albedo	-
29	`SWE`	[3D] SWE snow water equivalent	kg m^-2
30	`SurfStor`	地下貯留量 surface water storage	kg m^-2

表5.2　表5.1と同様

	変数名	地下状態	単位
31	`SoilMoist`	[3D] 土層レイヤ毎の土壌水分量 average layer soil moisture	kg m^-2
32	`SMLiqFrac`	[3D] 土層レイヤ毎の土壌水分中に液体水が占める割合 liquid soil moisture fraction	-
33	`SMFrozFrac`	[3D] 土壌中の液体水のうち凍った水の割合 frozen liquid soil moisture fraction	-
34	`SoilWet`	全Soil Wetness total soil wetness	-
35	`SoilTemp`	[3D] 土層レイヤ毎の温度 layer average soil temperature	K
	変数名	蒸発散とその成分	単位
36	`PotEvap`	可能蒸発量 potential evaporation	kg m^-2 s^-1
37	`ECanop`	遮断蒸発量 interception evaporation	kg m^-2 s^-1
38	`TVeg`	蒸散量 transpiration	kg m^-2 s^-1
39	`ESoil`	裸地面蒸発量 bare soil evaporation	kg m^-2 s^-1
40	`EWater`	地表水体からの蒸発量 evaporation from water surface storage	kg m^-2 s^-1
41	`RootMoist`	根層にある土壌水分量 root zone soil water	kg m^-2 s^-1
42	`SubSnow`	雪の昇華 snow sublimation	kg m^-2 s^-1
43	`EvapSnow`	雪の蒸発 snow evaporation	kg m^-2 s^-1
44	`SubSurf`	無積雪領域からの昇華量 snow-free area sublimation	kg m^-2 s^-1
45	`ACond`	空気力学的抵抗 aerodynamic conductance	m^-2 s^-1
	変数名	雪氷プロセス	単位
46	`SnowFrac`	積雪被覆面積率 snow cover fraction	-
47	`RainfSnowFrac`	積雪に遮断された降雨の割合 fraction of rainfall intercepted by snowpack	-
48	`SnowfSnowFrac`	積雪に遮断された降雪の割合 fraction of snowfall intercepted by snowpack	-
49	`Fdepth`	凍土厚 frozen soil depth	m
50	`Tdepth`	活動層の厚さ depth to thaw	m
51	`SAlbedo`	雪のアルビード snow albedo	-
52	`SnowTProf`	[3D] 積雪の温度プロファイル snow temperature profile	K
53	`SnowDepth`	[3D]積雪（各レイヤ）の厚さ snow depth	m
54	`SliqFrac`	[3D] 積雪各レイヤの液体水の割合 liquid water fraction	-

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