辐射对流模式基本概念.PDF

2010-10-27 4 辐射对流模式 1. 基本概念 2. 热量平衡公式 3. 辐射通量方案 4. 对流调整方案 5. RC对气候态的模拟结果 基本概念 Lapse Rate: 6.5K/km 辐射过程辐射过程：： 辐射过程辐射过程：： -短波入射/O 吸收/平流层 3 -长波出射/HO吸收/对流层 2 -两者净效果加热大气 对流过程对流过程：： 对流过程对流过程：： -大气可维持平均LR -当辐射过程导致实际LR大 于平均LR导致对流 -对流的结果是使实际LR回 到平均LR水平 1 2010-10-27 热量平衡公式 根据热力学第一定律，对于大气中的气块气块而言： 气块气块 ∂ ∂ ρc T+ ∇ ⋅ρc VT+ ρc wT + ρgw= Q + Q ∂t p p ∂z p heating friction 局地温度变化 温度水平平流 温度垂直平流 对外做功 非绝热加热 摩擦热转化 辐射对流模式只考虑z方向，故u v w=0，因而Qfriction=0 RC模式热量平衡公式变为 ： ∂ ∂ ρc T = Q = − (q + q + q ) ∂t p heating ∂z thermal solar convection 局地温度变化 长波加热 短波加热 对流加热 若存在辐射-对流调整的最终稳态，则右侧三项之合为零 辐射通量(Qthermal Qsolar) Solar5780K =0.5 µm Earth287K = 10µm 高度(km) 50 40 Ozone 30 20