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動画ギャラリー（マントル対流）

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■粘性率一様対流…レイリー数(Ra)と対流層のアスペクト比の変化

Ra = 10⁴, アスペクト比1 Ra = 10⁶, アスペクト比1 Ra = 10⁷, アスペクト比4

動画（8.44MB）動画（6.91MB）動画（15.4MB）

対流層のアスペクト比が小さい場合に起こる定常対流。

高レイリー数での定常対流。上昇・下降プルームの太さは細くなる。

対流層のアスペクト比が大きい場合に起こる非定常対流。レイリー数は実際の地球マントルでの値と同程度。

■粘性率が温度に依存する場合の対流…対流層上下面の粘性率比(γ)の変化

γ = 10², アスペクト比1 γ = 10⁴, アスペクト比1 γ = 10⁶, アスペクト比1

動画（7.87MB）動画（8.15MB）動画（8.22MB）

粘性率比が弱い場合に現れる「低粘性率比型」対流（small-viscosity-contrast regime convection）。一様粘性率の場合とほとんど変わらない対流パターン。

粘性率比が中間程度の場合に現れる「遷移型」対流（transitional regime convection）。粘性率比が弱い場合（左）と強い場合（右）の中間的な状態を示す対流パターン。（※但しこの例ではアスペクト比が小さいため、右の場合とほとんど変わりません…。アスペクト比が長い場合の対流はこちらの静止画をご覧下さい。）

粘性率比が強い場合に現れる「停滞リッド型」対流（stagnant-lid regime convection）。上面の境界層（リッド）が高粘性のために全く動かなく、その下の対流とデカップルしている。

■内部発熱がある場合の対流

Q = 10, 底面断熱 Q = 10, 底面一定加熱

動画（14.9MB）動画（15.7MB）

初期条件は熱伝導解＋微小擾乱。底面の加熱なし。積極的な上昇プルームは見られない。

温度ゼロ（上面と同じ温度）の初期条件から下面を一定に加熱させた場合。マントルの温度が徐々に上昇し、下面から積極的な上昇プルームが発達する。

■二次元円筒内でのマントル対流：相変化の効果と粘性率の圧力（深さ）依存性の効果

410km相変化と660km相変化の効果相変化＋660km相転移面での粘性率ジャンプの効果相変化＋下部マントル内で粘性率が深さに従い徐々に増加する効果

動画（13.4MB）動画（13.4MB）動画（13.4MB）

410km相変化のクラペイロン勾配（γ）と相浮力パラメータ（P）は、γ=+2.0MPa/K、P=2.0、 610km相変化のクラペイロン勾配（γ）と相浮力パラメータ（P）は、γ=-2.5MPa/K、P=1.4

410km相変化と660km相変化のパラメータは左に同じ。下部マントルの粘性率は上部マントルの粘性率の50倍

410km相変化と660km相変化のパラメータは左に同じ。下部マントル最下部の粘性率は下部マントル最上部の粘性率の50倍

■三次元球殻内のマントル対流

レイリー数＝7×10³、「六面体型」定常対流レイリー数＝10⁷、無次元内部発熱量＝10

動画（0.96MB）動画（5.56MB）

無次元温度0.5の等温度面（緑色）。

黄色と緑色の等値面は各深さでの平均温度との差（温度異常、δT）を表す。黄色はδT＝＋0.08、水色はδT＝－0.08。中心の赤い球はコアの位置。

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Ra = 10⁴, アスペクト比1	Ra = 10⁶, アスペクト比1	Ra = 10⁷, アスペクト比4

動画（8.44MB）	動画（6.91MB）	動画（15.4MB）
対流層のアスペクト比が小さい場合に起こる定常対流。	高レイリー数での定常対流。上昇・下降プルームの太さは細くなる。	対流層のアスペクト比が大きい場合に起こる非定常対流。レイリー数は実際の地球マントルでの値と同程度。

γ = 10², アスペクト比1	γ = 10⁴, アスペクト比1	γ = 10⁶, アスペクト比1

動画（7.87MB）	動画（8.15MB）	動画（8.22MB）
粘性率比が弱い場合に現れる「低粘性率比型」対流（small-viscosity-contrast regime convection）。一様粘性率の場合とほとんど変わらない対流パターン。	粘性率比が中間程度の場合に現れる「遷移型」対流（transitional regime convection）。粘性率比が弱い場合（左）と強い場合（右）の中間的な状態を示す対流パターン。（※但しこの例ではアスペクト比が小さいため、右の場合とほとんど変わりません…。アスペクト比が長い場合の対流はこちらの静止画をご覧下さい。）	粘性率比が強い場合に現れる「停滞リッド型」対流（stagnant-lid regime convection）。上面の境界層（リッド）が高粘性のために全く動かなく、その下の対流とデカップルしている。

Q = 10, 底面断熱	Q = 10, 底面一定加熱

動画（14.9MB）	動画（15.7MB）
初期条件は熱伝導解＋微小擾乱。底面の加熱なし。積極的な上昇プルームは見られない。	温度ゼロ（上面と同じ温度）の初期条件から下面を一定に加熱させた場合。マントルの温度が徐々に上昇し、下面から積極的な上昇プルームが発達する。

410km相変化と660km相変化の効果	相変化＋660km相転移面での粘性率ジャンプの効果	相変化＋下部マントル内で粘性率が深さに従い徐々に増加する効果

動画（13.4MB）	動画（13.4MB）	動画（13.4MB）
410km相変化のクラペイロン勾配（γ）と相浮力パラメータ（P）は、γ=+2.0MPa/K、P=2.0、 610km相変化のクラペイロン勾配（γ）と相浮力パラメータ（P）は、γ=-2.5MPa/K、P=1.4	410km相変化と660km相変化のパラメータは左に同じ。下部マントルの粘性率は上部マントルの粘性率の50倍	410km相変化と660km相変化のパラメータは左に同じ。下部マントル最下部の粘性率は下部マントル最上部の粘性率の50倍

レイリー数＝7×10³、「六面体型」定常対流	レイリー数＝10⁷、無次元内部発熱量＝10

動画（0.96MB）	動画（5.56MB）
無次元温度0.5の等温度面（緑色）。	黄色と緑色の等値面は各深さでの平均温度との差（温度異常、δT）を表す。黄色はδT＝＋0.08、水色はδT＝－0.08。中心の赤い球はコアの位置。

動画ギャラリー（マントル対流）

対流層のアスペクト比が小さい場合に起こる定常対流。

高レイリー数での定常対流。上昇・下降プルームの太さは細くなる。

対流層のアスペクト比が大きい場合に起こる非定常対流。レイリー数は実際の地球マントルでの値と同程度。

粘性率比が弱い場合に現れる「低粘性率比型」対流（small-viscosity-contrast regime convection）。 一様粘性率の場合とほとんど変わらない対流パターン。

粘性率比が強い場合に現れる「停滞リッド型」対流（stagnant-lid regime convection）。 上面の境界層（リッド）が高粘性のために全く動かなく、その下の対流とデカップルしている。

初期条件は熱伝導解＋微小擾乱。底面の加熱なし。積極的な上昇プルームは見られない。

温度ゼロ（上面と同じ温度）の初期条件から下面を一定に加熱させた場合。マントルの温度が徐々に上昇し、下面から積極的な上昇プルームが発達する。

410km相変化のクラペイロン勾配（γ）と相浮力パラメータ（P）は、γ=+2.0MPa/K、P=2.0、 610km相変化のクラペイロン勾配（γ）と相浮力パラメータ（P）は、γ=-2.5MPa/K、P=1.4

410km相変化と660km相変化のパラメータは左に同じ。下部マントルの粘性率は上部マントルの粘性率の50倍

410km相変化と660km相変化のパラメータは左に同じ。下部マントル最下部の粘性率は下部マントル最上部の粘性率の50倍

無次元温度0.5の等温度面（緑色）。

黄色と緑色の等値面は各深さでの平均温度との差（温度異常、δT）を表す。 黄色はδT＝＋0.08、水色はδT＝－0.08。中心の赤い球はコアの位置。

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粘性率比が弱い場合に現れる「低粘性率比型」対流（small-viscosity-contrast regime convection）。一様粘性率の場合とほとんど変わらない対流パターン。

粘性率比が強い場合に現れる「停滞リッド型」対流（stagnant-lid regime convection）。上面の境界層（リッド）が高粘性のために全く動かなく、その下の対流とデカップルしている。

黄色と緑色の等値面は各深さでの平均温度との差（温度異常、δT）を表す。黄色はδT＝＋0.08、水色はδT＝－0.08。中心の赤い球はコアの位置。