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气候模式中云的次网格结构对全球辐射影响的研究 被引量：11
1
作者 荆现文 张华 郭品文 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1058-1068,共11页
利用一种用于大尺度天气、气候模式的随机云产生器(SCG)和独立气柱近似(ICA)辐射算法,研究了次网格云的水平结构以及垂直重叠结构对全球辐射场的影响。比较了水平非均匀云(IHCLD)和水平均匀云(HCLD)的辐射场差异以及云的最大-随机重叠(M... 利用一种用于大尺度天气、气候模式的随机云产生器(SCG)和独立气柱近似(ICA)辐射算法,研究了次网格云的水平结构以及垂直重叠结构对全球辐射场的影响。比较了水平非均匀云(IHCLD)和水平均匀云(HCLD)的辐射场差异以及云的最大-随机重叠(MRO)和一般重叠(GenO)的辐射场差异。结果显示,与HCLD相比,IHCLD一方面可增加地面净短波辐射通量,纬向平均最大值(约1 W/m^2)和次大值(约0.6 W/m^2)分别位于高纬度低云密集地区和对流旺盛的热带地区;另一方面可增加大气顶的净长波辐射通量,纬向平均最大值(0.3 W/m^2)出现在热带地区。不同的重叠结构对短波和长波辐射收支也有很大的影响,MRO和GenO的短波辐射通量差异在热带辐合带最大,达到30—40 W/m^2,在高纬度低云带的纬向平均也可达到5 W/m^2左右;长波辐射通量差异具有相似的地区分布,但量值相对较小。不同重叠结构可以造成大气上下层的辐射加热率差异,影响大气热力层结。云的水平和垂直结构对有云区域辐射收支的影响将改变大气热力、动力状况以及水汽条件,从而影响模拟的气候系统的演变。文中采用单向云-辐射计算,排除了与气候系统其他过程复杂的相互作用,从而使其结果具有一定的普适性,可为不同大尺度模式进行次网格云辐射参数化提供参考。 展开更多
关键词 大尺度模式 随机云产生器 云水平结构 云垂直重叠 辐射通量
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气候模式中云的垂直重叠假定对模拟的地-气辐射的影响研究 被引量：19
2
作者 张华 荆现文 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第3期520-532,共13页
本文将一种新的可以模拟云的多种垂直重叠假定的随机次网格云产生器(SCG)放入NCAR/CAM3气候模式中,利用该产生器得到云的四种垂直重叠结构,即最大重叠(MO)、随机重叠(RO)、最大-随机重叠(MRO)以及近年来发展的一般重叠(GenO),并以GenO... 本文将一种新的可以模拟云的多种垂直重叠假定的随机次网格云产生器(SCG)放入NCAR/CAM3气候模式中,利用该产生器得到云的四种垂直重叠结构,即最大重叠(MO)、随机重叠(RO)、最大-随机重叠(MRO)以及近年来发展的一般重叠(GenO),并以GenO为参照研究了这四种云的重叠结构对模拟的地-气辐射的影响,为气候模式中云的次网格结构选择提供一定的依据。结果表明,MRO、MO和RO总云量分别与Ge-nO总云量(全球平均0.64左右)偏差约-0.012、-0.034和0.026,其中MRO最接近GenO。不同重叠假定对地面接收到的短波辐射通量(DSR)的改变显著,在热带对流区达到16W/m2以上,相当于GenO下该地区相应量的8%～12%,通过了95%信度检验;在中高纬度低云量大的地区也达到4～8W/m2。不同重叠假定对大气顶出射长波辐射(OLR)的改变比其对短波辐射通量的改变小得多,在热带对流区有极大值3～4W/m2。不同的云重叠结构的大气加热率垂直廓线不同,从而影响大气热力结构,其中长波加热率差值(最大约0.1～0.26K/d)比短波加热率差值(最大约0.01～0.025K/d)几乎大一个量级,因此,长波加热率的变化是影响大气热力层结的主要因素。云重叠假定影响地面和大气顶云辐射强迫,并通过柱辐射强迫使得整层气柱的能量收支发生变化,不同纬度变化趋势也不同,从而系统性地改变地-气系统能量在各纬度地区的分配,影响所模拟的气候系统的演变。 展开更多
关键词 云垂直重叠 全球气候模式 随机云产生器
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