在表面短波辐射预算gydF4y2Ba

最后更新于太阳,2023年3月19日gydF4y2Ba|gydF4y2Ba地球表面gydF4y2Ba

8.5.1全球分销gydF4y2Ba

图8.16显示了地理分布,在2.5 x2.5度分辨率,17年(1984 - 2000)平均下降短波辐射(域)gydF4y2Ba

短波辐射gydF4y2Ba
浮动。8.16。长期(1984 - 2000)全球平均分布的向下短波辐射(W m ~ 2)在一月份的地球表面。(Hatzianastas-siou et al . 2005年)gydF4y2Ba

一月份的地球表面。的纬向梯度域主要是由入射太阳能通量TOA,其次,云,纵向变异主要是由云的模式和表面属性。有一个渐进的动态安全域减少从夏天到冬天极1月和7月。总的来说,DSR在沉降最大值区域联系在一起gydF4y2Ba反气旋的条件gydF4y2Ba和小云数量,如海洋地区夏季北半球低纬度地区,以及在极地地区的夏天半球。相比之下,小域值发现,云数量大的区域,如夏季北半球中纬度地区。请注意,有小域值从南美和南非的西部海岸,7月是小于相应的安全域通量毗邻地区的纬度相同,这都归功于大麦哲伦星云(约80%)。也有相对较小的域值在东南亚(150 W m ~ 2) 7月,大型云量(80%)发生时,相关的gydF4y2Ba季风gydF4y2Ba。除了海洋领域,有一些扩展大陆地区有大量安全域值,如美国,南欧、北非和中东7月,或相应的南美,南非和澳大利亚1月。gydF4y2Ba

一个oigydF4y2Ba

400 350 300 250 200 150 100 50 0gydF4y2Ba

123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12gydF4y2Ba

123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12gydF4y2Ba

123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12gydF4y2Ba

123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12gydF4y2Ba

123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12gydF4y2Ba

月的月gydF4y2Ba

123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12gydF4y2Ba

月的月浮动。8.17。长期(1984 - 1997)zonal-seasonal向下短波辐射的变化(W m ~ 2安全域)在地球表面,NH(虚线)和SH(实线)。gydF4y2Ba

8.5.2 Zonal-seasonal变异gydF4y2Ba

安全域的季节性变化类似于OSR,除了有一个较大的变化在亚热带小于南极,北极变化见图8.17。大域通量在极地发现当地夏天,相当于300 - 350 W m ~ 2 /南极洲一月,和200 - 250 W m ~ 2 7月份北极上空。较大的值在南极,而北极,是由于更大的传入gydF4y2Ba太阳辐射在TOAgydF4y2Ba在近日点(> 500 W m ~ 2),而且小ISCCP-D2夏天朦胧在南极北极(分别为20%,60%)和影响似乎红外干燥气氛。在两个半球,最大的极地以外的安全域值发生在亚热带地区(10°至35°纬度),而不是在热带地区。这是由于这样的事实,总云最小值(大约50%)在亚热带地区,而不是沿着赤道,ITCZ涉及总云量的值大约60 - 70%。在gydF4y2Ba赤道地区gydF4y2Ba(10°S-10°N),安全域的双峰值发生在春天和秋天当太阳赤道的开销。gydF4y2Ba

200 -gydF4y2Ba

纬度gydF4y2Ba

浮动。8.18。年平均向下短波辐射域的W m - 2)在地球表面,为1984年1月到2000年12月。(Hatzianas-tassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

8.5.3纬度和季节变化gydF4y2Ba

每月平均以纬度地带性通量计算了平均首先沿着2.5°- width纵向圈,然后沿着纬度,通过考虑表面积的一部分包含在每个2.5度区。随后,年平均量是由加法计算相应的月度意味着每个以纬度带的12个月。年平均通量动态安全域的纬度变化最大值约230 W m ~ 2在亚热带地区迅速下降到80 W m ~ 2向两极(图8.18)。有一个小局部最小值在赤道的年平均安全域(等于220 W m ~ 2),由于云与ITCZ相关联。还有一个地方最多230 W m ~ 2域大约15°N。注意,在南半球有一个局部最小值由于持久和扩展云发生在南极洲周围的海洋区域(风暴轨迹区)。平均半球形域通量有相反的季节性因素,不同范围内的110 - 230 W m ~ 2,从而导致全球平均安全域流量从165年到176年全年W m ~ 2(图8.19)。季节性变化是稍大比北半球南部。gydF4y2Ba

8.5.4验证与观测gydF4y2Ba

需要验证模型计算域通量通过与相应的比较广泛的从地面测量站。比较观察和计算每月的平均安全域通量在每个2.5 x2.5gydF4y2Ba

260年gydF4y2Ba

240年gydF4y2Ba

220年gydF4y2Ba

200年gydF4y2Ba

CVIgydF4y2Ba

EgydF4y2Ba

180 -gydF4y2Ba

年代gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

ccgydF4y2Ba

160 -gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

年代gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

问gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

140 _gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

120 -gydF4y2Ba

/gydF4y2Ba

100 -gydF4y2Ba

80年gydF4y2Ba

■北半球gydF4y2Ba南部半球gydF4y2Ba

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月浮动。8.19。长期(1984 - 2000)的平均季节分布向下短波辐射(W m ~ 2)的地球表面gydF4y2Ba北半球,南半球gydF4y2Ba和世界各地。(Hatzianastassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

度细胞包含一个迦巴站的散点图,图8.20所示。每月所有测量值的散点图显示了一个比较对模型值在每个单元包含一个迦巴站。总体偏差= -6.5 W m ~ 2,均方根误差(均方根)是23.4 W m ~ 2,一对一的线的斜率为0.974,相关系数为0.99,测量是N = 27858。模型低估了安全域在极地地区,但我们注意到云的探测高度反射表面是有问题的。gydF4y2Ba

8.5.5年平均半球形变异gydF4y2Ba

下行和净向下(吸收)西南辐射在地球表面,赛季中期四个月,表8.10中给出,17年时期从1984年到2000年。gydF4y2Ba

长期模型结果表明,地表接收平均每年171.6 W m ~ 2和吸收149.4 W m ~ 2(表8.11),导致一个长期的表面反照率等于12.9%。interhemispherical差异等于4.6 W m ~ 2仅为安全域和0.3 W m ~ 2净域,暗示略大北部比南部半球表面太阳辐射通量。总的来说,根据模型结果使用ISCCP-D2数据,在年平均的基础上在全球范围内,地球表面接收到50.2%,它可以吸收43.7%的传入SW辐射进入gydF4y2Ba地球大气层gydF4y2Ba系统。模型的估计不同的多年来,最近估计是接近的gydF4y2Ba

500 - |gydF4y2Ba

偏见= -6.49gydF4y2Ba

450 -gydF4y2Ba

RMS = 23.43gydF4y2Ba

- - - - - -gydF4y2Ba

斜率= 0.974gydF4y2Ba

400 -gydF4y2Ba

R = 0.992gydF4y2Ba

350 -gydF4y2Ba

N = 27858gydF4y2Ba

300 -gydF4y2Ba

250 -gydF4y2Ba

200 -gydF4y2Ba

150 -gydF4y2Ba

100 -gydF4y2Ba

50gydF4y2Ba

0gydF4y2Ba

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500迦巴安全域(W m - 2)gydF4y2Ba

浮动。8.20。每月的安全域之间的散点图比较模型,对迦巴表面测量。(Hatzianastassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

表8.10模型年平均半球形(NH是北半球,南半球SH)和全球平均的向下短波辐射(域),净向下短波辐射在地球表面(净域)1月,4月,7月,10月,整个一年,1984 - 2000年期间。表达的辐射通量是W m - 2。数字在括号标准差和代表的年际可变性的意思。(Hatzianastassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

表8.10模型年平均半球形(NH是北半球,南半球SH)和全球平均的向下短波辐射(域),净向下短波辐射在地球表面(净域)1月,4月,7月,10月,整个一年,1984 - 2000年期间。表达的辐射通量是W m - 2。数字在括号标准差和代表的年际可变性的意思。(Hatzianastassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

NHgydF4y2Ba

上海gydF4y2Ba

全球gydF4y2Ba

向下短波辐射gydF4y2Ba

1月gydF4y2Ba

113.8 (9.8)gydF4y2Ba

234.8 (20.7)gydF4y2Ba

174.3 (15.3)gydF4y2Ba

4月gydF4y2Ba

209.8 (16.5)gydF4y2Ba

140.4 (11.5)gydF4y2Ba

175.1 (14.0)gydF4y2Ba

7月gydF4y2Ba

224.8 (17.2)gydF4y2Ba

105.6 (7.7)gydF4y2Ba

165.2 (12.5)gydF4y2Ba

10月gydF4y2Ba

148.6 (12.0)gydF4y2Ba

197.0 (16.6)gydF4y2Ba

172.8 (14.3)gydF4y2Ba

年度gydF4y2Ba

173.9 (14.0)gydF4y2Ba

169.3 (14.3)gydF4y2Ba

171.6 (14.1)gydF4y2Ba

净向下短波辐射gydF4y2Ba

1月gydF4y2Ba

98.6 (2.7)gydF4y2Ba

204.5 (6.5)gydF4y2Ba

151.6 (4.6)gydF4y2Ba

4月gydF4y2Ba

177.0 (4.6)gydF4y2Ba

127.5 (3.4)gydF4y2Ba

152.2 (4.0)gydF4y2Ba

7月gydF4y2Ba

193.6 (5.1)gydF4y2Ba

94.9 (2.1)gydF4y2Ba

144.2 (3.6)gydF4y2Ba

10月gydF4y2Ba

130.9 (3.5)gydF4y2Ba

171.6 (4.3)gydF4y2Ba

151.2 (3.9)gydF4y2Ba

年度gydF4y2Ba

149.6 (3.9)gydF4y2Ba

149.3 (4.0)gydF4y2Ba

149.4 (4.0)gydF4y2Ba

由迦巴表面观察,如表8.11中可以看到。8.5.6长期异常gydF4y2Ba

计算异常(定义为DSR百分数差异的长期平均值)的意思是半球形和全球安全域在17年的通量gydF4y2Ba

表8.11模型长期向下短波辐射的年平均半球形和全球平均水平(W m - 2)在地球表面(域)和净向下短波辐射(吸收)在地球表面(净域)北半球,南半球和世界各地。(Hatzianastassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

表8.11模型长期向下短波辐射的年平均半球形和全球平均水平(W m - 2)在地球表面(域)和净向下短波辐射(吸收)在地球表面(净域)北半球,南半球和世界各地。(Hatzianastassiou et al . 2005年)gydF4y2Ba

研究gydF4y2Ba

安全域gydF4y2Ba

网络安全域gydF4y2Ba

NHgydF4y2Ba

上海gydF4y2Ba

全球gydF4y2Ba

NHgydF4y2Ba

上海gydF4y2Ba

全球gydF4y2Ba

Hatzianastassiou et al。(2005)gydF4y2Ba

173.9gydF4y2Ba

169.3gydF4y2Ba

171.6gydF4y2Ba

149.6gydF4y2Ba

149.3gydF4y2Ba

149.4gydF4y2Ba

野生et al。(1998 - ECHAM4)gydF4y2Ba

170.0gydF4y2Ba

147.0gydF4y2Ba

Liou (2002)gydF4y2Ba

189.0gydF4y2Ba

161.0gydF4y2Ba

全球能量平衡gydF4y2Ba存档gydF4y2Ba

169.0gydF4y2Ba

151.0gydF4y2Ba

NCAR / GCM3(古普塔et al . 1999年)gydF4y2Ba

194.4gydF4y2Ba

194.4gydF4y2Ba

194.4gydF4y2Ba

169.0gydF4y2Ba

173.4gydF4y2Ba

171.2gydF4y2Ba

Garratt et al。(1998)gydF4y2Ba

195.5gydF4y2Ba

167.0gydF4y2Ba

基尔和Trenberth (1997)gydF4y2Ba

168.0gydF4y2Ba

Fowler和兰德尔(1996)gydF4y2Ba

172.0gydF4y2Ba

李et al。(1995)gydF4y2Ba

157.0gydF4y2Ba

Rossow、张(1995)gydF4y2Ba

193.4gydF4y2Ba

165.1gydF4y2Ba

哈特曼(1994)gydF4y2Ba

171.0gydF4y2Ba

李和雷顿(1993)gydF4y2Ba

155.0gydF4y2Ba

159.0gydF4y2Ba

157.0gydF4y2Ba

达内尔et al。(1992)gydF4y2Ba

173.0gydF4y2Ba

151.0gydF4y2Ba

期间,在图8.21中给出。半球形意味着域异常变化从9到9 W m ~ 2,而意味着全球安全域异常变化6 W m ~ 2, 17年的平均值。大的负异常,即减少到达地球表面的辐射西南,1991 - 1993年期间被发现,这可以归因于gydF4y2Ba皮纳图博火山喷发gydF4y2Ba爆发于1991年6月,1991/1992的厄尔尼诺事件。在同一时期,即将离任的西南辐射增加了大约4 W m ~ 2。诱导域的快速减少后跟复苏时期,积极的安全域异常到1994年。在图中,还有其他有趣的特性相应的气候事件,如厄尔尼诺现象和La Ninna分别与正面和负面的安全域相关的异常。例如,负域异常一样大6 W m ~ 2按照1986/1987厄尔尼诺事件。大-域异常约5 W m ~ 2在1984年可以归因于El Chichon爆发的影响,发生在1983年。同时,注意,在1998年DSR异常通过从大型正值(约4 W m ~ 2)负面的(等于2 W m ~ 2),由于1997/1998的厄尔尼诺事件。一般来说,安全域的变化异常相似但相反级即将离任的短波辐射异常。gydF4y2Ba

也给一个四阶多项式适合17年全球平均时间序列的动态安全域异常,显示显著正域异常(增加安全域)从1992年开始。相比之下,在1984 - 1992年期间,负域异常主要发生,表明减少安全域在地表通量。1990年代后的情况却是相反的。这个,根据基于ISCCP-D2数据分析(我们注意到这些数据的使用趋势分析一直受到质疑,但我们更关心使用gydF4y2Ba

全球gydF4y2Ba

——北半球gydF4y2Ba

全球gydF4y2Ba

——北半球gydF4y2Ba

皮火山喷发gydF4y2Ba

南部半球皮全球复苏多项式拟合的数据gydF4y2Ba

浮动。8.21。时间序列的全局和半球形向下短波辐射(域)的平均通量异常(W m ~ 2) 1984 - 2000。(Hatzianastas-siou et al . 2005年)gydF4y2Ba

浮动。8.21。时间序列的全局和半球形向下短波辐射(域)的平均通量异常(W m ~ 2) 1984 - 2000。(Hatzianastas-siou et al . 2005年)gydF4y2Ba

异常),是由于云下降,尤其是低级,主要在热带和亚热带地区。gydF4y2Ba

8.5.7灵敏度分析gydF4y2Ba

的评估和量化各种关键的气候参数确定的作用下降短波辐射(域)表面辐射西南预算研究是非常重要的。一系列灵敏度测试表8.12中给出。在每个测试,相关参数X,由一定数量修改,AX相对百分比,和由此产生的辐射改变一个安全域,对定义的参考情况下,计算在绝对值(W m ~ 2)。1988年被选为代表的参考案例。每月执行的测试是在网格单元(2.5度经度)水平,并给出结果的最大值(域)值。显然,云层中扮演一个重要的角色在决定更改域,还有云不对称因素。气溶胶单散射反照率和表面反射对安全域也有重要影响。gydF4y2Ba

表8.12灵敏度分析全球最大安全域的变化观察到在一个网格单元。气候参数X: Ac,云层;t£云散射光学深度;t£云吸收光学深度;gc,云不对称参数;WH2O,总可沉淀的水;WO3,臭氧总量列丰富;WCO2,总列二氧化碳;Rg,表面反照率;在TOA ISR,传入西南辐射; AOT, aerosol extinction optical depth;

表8.12灵敏度分析全球最大安全域的变化观察到在一个网格单元。气候参数X: Ac,云层;t£云散射光学深度;t£云吸收光学深度;gc,云不对称参数;WH2O,总可沉淀的水;WO3,臭氧总量列丰富;WCO2,总列二氧化碳;Rg,表面反照率;在TOA ISR,传入西南辐射; AOT, aerosol extinction optical depth;

XgydF4y2Ba

斧子(%)gydF4y2Ba

(域)(W m - 2)gydF4y2Ba

低交流gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-22.05gydF4y2Ba

Middle-AcgydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-17.51gydF4y2Ba

High-AcgydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-15.30gydF4y2Ba

Low-t吗?gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-5.92gydF4y2Ba

中间- ^ ?gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-5.21gydF4y2Ba

高温gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-5.84gydF4y2Ba

Low-tcagydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-1.64gydF4y2Ba

Middle-tcagydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-1.52gydF4y2Ba

High-tcagydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-1.37gydF4y2Ba

ggydF4y2Ba

5gydF4y2Ba

20.64gydF4y2Ba

WH2OgydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-6.65gydF4y2Ba

WO3gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-3.37gydF4y2Ba

WCO2gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-0.51gydF4y2Ba

RggydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

13.41gydF4y2Ba

ISRgydF4y2Ba

1gydF4y2Ba

4.63gydF4y2Ba

AOTgydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

-2.62gydF4y2Ba

^爱尔兰gydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

11.81gydF4y2Ba

gaegydF4y2Ba

10gydF4y2Ba

4.79gydF4y2Ba

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