古气候建模raybet雷竞技最新
古气候建模raybet雷竞技最新包括数值气候模型的发展和应用,以模拟地球46亿年历史的气候。古气候建模raybet雷竞技最新是古气候学和古海洋学这两个自然科学领域的一个理论分支,旨在记录和理解地球的气候和气候变化海洋历史.古气候建模的一个基本目标是确定过去全球气候变化的原因,raybet雷竞技最新作为现代和未来气候变化的指导。
数值气候模型是控制气raybet雷竞技最新候系统的理论规律和物理过程的数学表达式,用计算机代码进行近似和编写,以便进行高效计算。raybet雷竞技最新气候模式在其复杂性、能力、领域和空间分辨率方面可能存在巨大差异。raybet雷竞技最新用于古气候应用的气候模式从基于能量守恒的相对简单的一维模式(能量平衡模型),转到求解原始方程式以预测三维大气和海洋一般环流的模式(一般环流模式)。这些模型的能力可能仅限于地球系统的一个组成部分,例如大气;或者可能包括几个组成部分之间的相互作用,如大气、生物圈、海洋和冰冻圈。
模型域可能在范围上是全局的,也可能局限于一个区域,如美国西部,并被离散成网格单元。模型的水平分辨率(通常是经纬度)和垂直分辨率(通常是高度、深度或厚度)在不同模型之间可能有很大差异。有限域的区域模型的水平网格间距约为12英里(20公里),而大多数全球模型的网格间距为数百英里(公里)。在特定分辨率下使用特定模型的决定是基于要解决的科学问题和运行模型的计算成本的考虑。
古气候模型raybet雷竞技最新几乎总是在最初开发并针对现代气候进行微调,以检查模型的性能。如果该模型能够成功地模拟现代气候的重要方面,那么该模型就可以被修改以应用于古气候。raybet雷竞技最新人们通常认为,现代气候动力学和物理学代表了过去的气候,因此这些方raybet雷竞技最新面不会因古气候应用而改变。对古应用的修正常常局限于模型的边界条件。在数学中,边界条件定义了一组偏微分方程的极限。同样,在古气候建模中,边界条件定义了数raybet雷竞技最新值模型的极限。对边界条件进行修改,以表示在地质时间尺度上发生的过程,例如大陆漂移而且海底扩张,造山和侵蚀,海平面变化,进化,以及地球化学循环.
全球古气候建模所需的常见边界条件包括大陆位置和地形、海洋水深测量、raybet雷竞技最新植被分布,土壤类型,太阳光度河流排水,大气微量气体(如二氧化碳,甲烷,一氧化二氮和臭氧),以及地球轨道特征(如倾角、进动和偏心)。这些边界条件的精确重建是古气候模拟的一个关键方面,也是最大的不确定性之一。raybet雷竞技最新对于非常古老的时期,过去边界条件的地质证据可能不存在或只能粗略地了解。如Poulsen等人所示,许raybet雷竞技最新多古气候模拟研究表明,边界条件不确定性范围内的差异可能产生区域或全球气候后果。
古气候研究raybet雷竞技最新通常模拟一个特定的区间或时间片。在这种情况下,边界条件在整个实验过程中保持不变,并且运行模型直到达到稳态气候。raybet雷竞技最新积分的长度不同,取决于所建模系统的驻留时间。一个只有大气的模型可能只运行30年,而包括海洋和冰盖成分的模型则需要数千年的模型集成。时间切片的模拟在地质时间尺度上预测气候的研究中很普遍,因为用现代计算能力来运行数百万年的大多数数值模型是不切实际的。raybet雷竞技最新如Ganopolski和Rahmstorf所示,瞬态运行,其中对强迫的时变响应是感兴趣的,已用于第四纪气候变化的研究,其中感兴趣的时间间隔可能是数百年到数千年。raybet雷竞技最新
在古气候模型的应用中经常使用两种方法。raybet雷竞技最新许多古气候建模研究属raybet雷竞技最新于敏感性实验的范畴:在建模实验中,一个参数在同一时间变化,并与对照情况进行比较。敏感性实验量化了模型对单一因素(如二氧化碳)的气候响应。raybet雷竞技最新该方法可用于评价边界条件的不确定性对气候预测的影响。raybet雷竞技最新或者,一些研究人员试图通过指定最佳边界条件来模拟特定的时间间隔,然后将模拟结果与raybet雷竞技最新气候代理重建。在实践中,许多研究混合了这两种方法。
通过对比,对古气候模型进行了验证raybet雷竞技最新raybet雷竞技最新气候代理、古海洋学和地质证据用来推断过去的气候。raybet雷竞技最新raybet雷竞技最新气候代用指标在类型、时空分布和精度上存在巨大差异。总体而言,气候代用物的不raybet雷竞技最新确定性随年龄的增加而增加,而采样密度随年龄的增加而减小。古气候指标类型包括:岩性指标raybet雷竞技最新(如冰碛岩、蒸发岩和煤)、地球化学指标(如有孔虫和冰518O、有孔虫Mg/Ca比值)和古植物指标(如树轮)树木年代学、植物类型分布、叶缘分析)。古气候模式和代用指标的比较往往不是直接的,因为raybet雷竞技最新气候模式通常不能模拟地质过程,例如,蒸发岩的沉积或海洋无脊椎动物试验中O18的掺入。相反,气候模型产raybet雷竞技最新生的结果,比如地表温度、降水和蒸发的速率、风和洋流、雪和海冰,这些都是与气候指标间接比较的结果。
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