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1、第六講云對海氣相互作用的影響宇如聰、周天軍大洋環(huán)流和海氣相互作用數(shù)值模擬http://web.lasg.ac.cn/staff/ztj/index_c.htm云的形成和分類云對氣候系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用云對海氣相互作用的影響本講總結內(nèi)容提要云對氣候系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用云對地球大氣能量收支的影響云的形成和消亡過程是地氣系統(tǒng)水和能量的再分配過程云輻射強迫和云氣候反饋我國東部區(qū)域的云輻射特征輻射平衡一個物體接收與發(fā)射的輻射能量兩者相等的狀態(tài)。此時物體的凈輻射為零，溫度保持恒定。如果物體接收的輻射能大于它的發(fā)射能量，則物
2、體要增溫，反之，物體則要降溫。如果一個物體的溫度長期保持恒定，則說明它處在穩(wěn)定的輻射平衡中，例如行星地球系統(tǒng)。輻射冷卻物體因接收到的輻射小于自身放射出去的輻射而導致的溫度降低現(xiàn)象。夜間，地表由于輻射收入少于支出而出現(xiàn)輻射冷卻。近地面大氣層中由于輻射冷卻經(jīng)?？沙霈F(xiàn)強烈的逆溫。大氣層中由于輻射交換結果而出現(xiàn)的輻射冷卻現(xiàn)象，常用輻射冷卻率來表示?；靖拍罨靖拍钶椛鋸娖榷x為晴天平均向外射出波輻射與實際狀況平均向外射出輻射之差，即該區(qū)域云的存在對輻射的影響。LWCRF=Fclr-FSWCRF=S(?clr
3、-?)NetCRF=LWCRF+SWCRF其中Fclr為晴天平均向外射出長波輻射，F(xiàn)為實際狀況平均向外射出長波輻射。S·?clr為晴天平均向外反照短波輻射，S·?是實際狀況平均向外反照短波輻射。二者之和為總的凈云輻射強迫。氣候系統(tǒng)的能量收支吸收短波，射出長波TOA年平均凈輻射通量TOA凈短波、長波通量的緯向平均分布什么決定氣候？或 什么決定了全球的溫度？地球系統(tǒng)的能量來源于太陽地球的溫度取決于入射的太陽輻射和地球大氣射出的長波輻射的平衡影響短波輻射的主要因子：云(云量和云狀)水汽地表反照率氣溶膠(類
4、型和數(shù)量)云地表/大氣的溫度溫室氣體水汽影響長波輻射的主要因子：反射太陽輻射，冷卻地球吸收地球表面的長波輻射通量，并向地面發(fā)射長波輻射，加熱地球（被子效應）云的生消過程實現(xiàn)水和能量的再分配云參與地球氣候復雜的反饋過程云是調(diào)節(jié)氣候變化的關鍵因子云的形成和消亡過程是地氣 系統(tǒng)水和能量的再分配過程蒸發(fā)降水傳輸成云失去水和潛熱得到水得到熱量水平垂直蒸發(fā)-降水：淡水通量年平均氣候分布（cm/year)ThedatafromEarthRadiationBudgetExperimentprovidethefirs
5、taccurateestimateofshortwaveandlongwaveradiativefluxesattheTOAwithandwithoutcloudmodulation.NOAASatelliteEarthRadiationBudgetSatelliteERBENetcloudradiativeforcingatTOAderivedfromtheERBEdataSWCRFTOPNET-CRFTOPLWCRFTOPERBE的大氣頂?shù)膬粼戚椛鋸娖龋╓m-2）。高原下游的大陸性中層云凈的負云
6、輻射強迫的強度，可以達到與東南太平洋地區(qū)冷洋面上層云凈的負云輻射強迫相當?shù)膹姸?。clear-skyall-sky根據(jù)ERBE資料分析的大氣頂在晴天狀態(tài)和綜合狀況平均的凈向下輻射通量（Wm-2）。左圖對應晴空狀態(tài)的氣候平均，右圖為日常的氣候平均。在大多副熱帶地區(qū)，大氣柱都是通過從大氣頂獲得的凈輻射通量向高緯度地區(qū)輸送能量。但在中國東部地區(qū)，大氣頂?shù)膬糨椛淅鋮s使得能量虧損。大氣柱不得不通過濕靜力能輻合從周邊大氣獲取能量，也就是說，副熱帶區(qū)域的長江流域大氣是能量匯。這和向外輸出濕靜力能的副熱帶其他地區(qū)形成
7、了鮮明的對比。云－氣候反饋高云的正反饋過程地面溫度?蒸發(fā)?水汽含量?高云??????高云起截留地球表面長波輻射通量的作用云的負反饋過程地面溫度?蒸發(fā)?水汽含量?云的反照率?????地面溫度?如果氣候系統(tǒng)對某一種氣候擾動的響應產(chǎn)生對該擾動信號的改變（增強或減弱），不斷改變氣候系統(tǒng)的響應強度和擾動信號的強度，則稱氣候系統(tǒng)對該氣候擾動有“反饋”，通常把這個具體的反饋過程稱為該氣候擾動的“氣候反饋”。如果反饋過程使得初始的擾動信號不斷增強，也就是對氣候系統(tǒng)的改變越來越大，或氣候系統(tǒng)越來越偏離原來的平衡狀態(tài)，
8、趨向一種不穩(wěn)定發(fā)展，則稱為“正反饋過程”。反之，則稱為“負反饋過程”。舉例:四川盆地云輻射反饋10-yearsrunningmeansurfacetemperatures(dashed)andthecloudfractions(solid)CorrelationCoefficientsbetweenMonthlySurfaceTemperaturesandTotalCloudFractionsafterRemovingthemeanseasonalvariationf
