全球环流模型模型
更好地了解大气状况,我们模拟全球范围内气候进程使用全球环流模型(GCMs),数学模型的计算机模拟大气中如何运作和与水文循环交互(赖特等啊,1993)。GCM实验提供了相关的信息之间的关系等大气环流和气候机制迫使土地隆起(•鲁丁曼Kutzbach, 1990),植被(Foley et啊,1994),火山活动(布赖森,1989),raybet雷竞技最新沙漠的形成(1989)Joussaume海洋环流(Lautenschlager et啊,1992)和冰盖(Lautenschlager Herterich, 1990)。
全球大气环流模型旨在模拟3 d结构和大气的流动,但即使是最强大的计算机无法模型大气环流系统的规模和复杂性。地球表面是由一个网格(网格细胞的大小变化通常4 x5°之间和11.5 x 11.25°。在每个网格单元,代表选定值绘制地球表面参数。参数通常分为两类。表面边界条件的值,例如,海面温度(太平洋),反照率、辐射、大气透明度,海冰覆盖和地形(例如Kutzbach和•鲁丁曼,1993)。当现代气候模型,直接测量的物理参数包括输入数raybet雷竞技最新据,而古气候模拟是基于估计从代理获得数据。可以通过参数化动态条件包括流和表面处理(热量和水分交换,对流,科里奥利力,剪切常数和大气压力)(Street-Perrott, 1991;莱特等人啊,1993)。
由于全球大气环流模型涉及大量的数据和长由超级计算机,计算机运行这个模型只有在一些高度等专业中心国家大气研究中心(NCAR))在美国;的戈达德太空研究所在美国;英国气象办公室;和德意志Klima说Zenter (DKRZ)在汉堡,德国。
几个GCM的努力集中在模拟气候条件在指定时间间隔与适当的代理数据,例如,已故的冰川最大在18000年英国石油公司。图7.3显示了示意图如何输入边界条件,作为GCM实验的基础,自18000年以来不同年基点。
GCM实验的两种主要类型:模拟实验和敏感性实验(Street-Perrott, 1991)。模拟实验中,或所谓的“现实”实验,试图模拟的地表条件尽可能选择的时间段。CLIMAP早期COHMAP这种类型的模型(CLIMAP项目成员,1981;COHMAP成员,1988)。最近的模型变得更加成熟,允许每年或季节性变化的输入数据。气候系统的重要联系已经证明了模拟建模实验,如增强夏季raybet雷竞技最新日晒和季风强度之间的关系在北半球,和射流的偏转Laurentide冰盖的累积。
敏感性实验的目的,然而,是测试的相对重要性不同的模型组件。输入变量变化分别阐述模型的最敏感的因素。通过比较模拟结果与古气候重建,它可能会发现最重要的强制因素(年代)。然而,一些模型输出的显然是错误的。汉森等啊(1984)发现,例如,土地全球变冷的冰是最重要的因素在过去冰川最大,而西兰花和Manabe(1987)在他们的实验中发现,减少二氧化碳是最重要的内容。
最严重的局限性与全球大气环流模型规模问题,如地形归纳符合大型网格细胞。另一个问题是输入数据来自代理的不同质量记录。此外,由于全球大气环流模型构造的固定时间段,他们被认为是静态的。仿真和高度复杂的造型和快速的全球和区域气候变化之外现有模型的能力。
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图7.3边界条件COHMAP模拟过去18000年了。外部强制显示6月北半球太阳辐射在(SjjA)和该型号(SDjF)不同比例从今天的辐射收据。内部边界条件包括土地冰,全球平均海面温度(SST)表示为不同的礼物,在ppmv气溶胶,二氧化碳的浓度。(修改Kutzbach和韦伯,1993)
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