能量平衡模型

能量平衡模型代表了热力学第一定律应用到一个系统。在气候学,用于能量平衡模型地球大气层系统。这是一个封闭thermo-dynamic系统,因为它不与周围的环境交换物质,或空间。能量平衡模型可以应用于地球大气层系统等不同的时间尺度,一天或一小时。根据时间表,该模型将产生一个年度,每天或每小时的地球大气层的温度系统。同时,能量传递过程,能量循环,

可以是稳态或瞬态过程。对于稳态模型,能量输入等于系统的能量输出,导致一个稳定的温度不随时间而变化。这种假设是简单,结果在一个能量平衡模型,可以很容易地解决。更复杂的模型使用瞬态假设和提供更多信息的结果,但他们的解决方案需要数值模拟。

最简单的假设传入的太阳辐射能量平衡模型,称为太阳常数,等于辐射地面大气系统能量损失的一年。这些简单的平衡模型可以计算平均恒定的温度,和不能占地球的气候转变定义的变化大气温度。研究更现实的自然问题,这些模型可以考虑更复杂的能量传送过程,如热储存的能量的上层海洋,这使得模型固有的瞬态。另一个建模改进包括大气能量传输通过对流和辐射。这些模型可以研究气候变化的解耦传入的太阳辐射,迫使,气候变化和响应。

空间分布而言,最简单的零维模型,假设地球大气层系统是一个单一的、统一的观点。地球大气层系统划分成区域可以完善这个假设。将系统划分为一维模型纬度区域允许latitude-dependent太阳能通量、反射率和辐射率。二维模型创建区在纬向和纵向方向。

能量平衡模型可以加上质量平衡模型的大气颗粒物或二氧化碳和物种保护模型。这些综合的模型被称为全球气候模型(GCM)。raybet雷竞技最新与全球大气环流模型,数值计算变得更加复杂,为天气预报和气候变化预测提供结果。raybet雷竞技最新

参见:raybet雷竞技最新气候循环;raybet雷竞技最新气候模型;计算机模型。

参考书目。天野之弥,热能工程方面电力系统(智慧公关/计算力学,2008);

a . Kleidon和r•洛伦兹,非平衡热力学和熵的生产:生命、地球内外(Springer, 2004);迈克尔·e·施莱辛格et al .,人类活动导致的气候变化:一个跨学科的评估(剑桥大学出版社raybet雷竞技最新,2007)。

伊莲娜Srebric宾夕法尼亚州立大学

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