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《第六講 云對(duì)海氣相互作用的影響》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第六講云對(duì)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(lèi)云對(duì)氣候系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用云對(duì)海氣相互作用的影響本講總結(jié)內(nèi)容提要云對(duì)氣候系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用云對(duì)地球大氣能量收支的影響云的形成和消亡過(guò)程是地氣系統(tǒng)水和能量的再分配過(guò)程云輻射強(qiáng)迫和云氣候反饋我國(guó)東部區(qū)域的云輻射特征輻射平衡一個(gè)物體接收與發(fā)射的輻射能量?jī)烧呦嗟鹊臓顟B(tài)。此時(shí)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,則物體要增溫,反之,物體則要降溫。如果一個(gè)物體的溫度長(zhǎng)期保持恒定,則
2、說(shuō)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(dǎo)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(qiáng)烈的逆溫。大氣層中由于輻射交換結(jié)果而出現(xiàn)的輻射冷卻現(xiàn)象,常用輻射冷卻率來(lái)表示?;靖拍罨靖拍钶椛鋸?qiáng)迫定義為晴天平均向外射出波輻射與實(shí)際狀況平均向外射出輻射之差,即該區(qū)域云的存在對(duì)輻射的影響。LWCRF=Fclr-FSWCRF=S(?clr-?)NetCRF=LWCRF+SWCRF其中Fclr為晴天平均向外射出長(zhǎng)波輻射,F(xiàn)為實(shí)際狀況平均向外射出長(zhǎng)波輻射。S·?clr
3、為晴天平均向外反照短波輻射,S·?是實(shí)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(qiáng)迫。氣候系統(tǒng)的能量收支吸收短波,射出長(zhǎng)波TOA年平均凈輻射通量TOA凈短波、長(zhǎng)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(lái)源于太陽(yáng)地球的溫度取決于入射的太陽(yáng)輻射和地球大氣射出的長(zhǎng)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(lèi)型和數(shù)量)云地表/大氣的溫度溫室氣體水汽影響長(zhǎng)波輻射的主要因子:反射太陽(yáng)輻射,冷卻地球吸收地球表面的長(zhǎng)波輻射通量,并向地面發(fā)射長(zhǎng)波輻射,加熱地球(被子效應(yīng))云的生消過(guò)程實(shí)現(xiàn)水和能量的再分配云參
4、與地球氣候復(fù)雜的反饋過(guò)程云是調(diào)節(jié)氣候變化的關(guān)鍵因子云的形成和消亡過(guò)程是地氣系統(tǒng)水和能量的再分配過(guò)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)ThedatafromEarthRadiationBudgetExperimentprovidethefirstaccurateestimateofshortwaveandlongwaveradiativefluxesattheTOAwithandwithoutcloudmodulation.NOAASatelliteEarthRadiationBudgetSat
5、elliteERBENetcloudradiativeforcingatTOAderivedfromtheERBEdataSWCRFTOPNET-CRFTOPLWCRFTOPERBE的大氣頂?shù)膬粼戚椛鋸?qiáng)迫(Wm-2)。高原下游的大陸性中層云凈的負(fù)云輻射強(qiáng)迫的強(qiáng)度,可以達(dá)到與東南太平洋地區(qū)冷洋面上層云凈的負(fù)云輻射強(qiáng)迫相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。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(duì)應(yīng)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(guò)從大氣頂獲得的凈輻射通量向高緯度地區(qū)輸送能量
6、。但在中國(guó)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(guò)濕靜力能輻合從周邊大氣獲取能量,也就是說(shuō),副熱帶區(qū)域的長(zhǎng)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)形成了鮮明的對(duì)比。云-氣候反饋高云的正反饋過(guò)程地面溫度?蒸發(fā)?水汽含量?高云??????高云起截留地球表面長(zhǎng)波輻射通量的作用云的負(fù)反饋過(guò)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(duì)某一種氣候擾動(dòng)的響應(yīng)產(chǎn)生對(duì)該擾動(dòng)信號(hào)的改變(增強(qiáng)或減弱),不斷改變氣候系統(tǒng)的響應(yīng)強(qiáng)度和擾動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度,則稱氣候系統(tǒng)對(duì)該氣候擾動(dòng)有“反饋”,通常把這個(gè)具體的反饋過(guò)程稱為該氣候擾動(dòng)的“
7、氣候反饋”。如果反饋過(guò)程使得初始的擾動(dòng)信號(hào)不斷增強(qiáng),也就是對(duì)氣候系統(tǒng)的改變?cè)絹?lái)越大,或氣候系統(tǒng)越來(lái)越偏離原來(lái)的平衡狀態(tài),趨向一種不穩(wěn)定發(fā)展,則稱為“正反饋過(guò)程”。反之,則稱為“負(fù)反饋過(guò)程”。舉例:四川盆地云輻射反饋10-yearsrunningmeansurfacetemperatures(dashed)andthecloudfractions(solid)CorrelationCoefficientsbetweenMonthlySurfaceTemperaturesandTotalCloudFractionsafterRemovingthemeanseason
8、alvariationf