云的輻射強迫課件

1、第6章氣候變化的輻射強迫1云的輻射強迫2影響輻射的云參數(shù)?Cloud fraction?Optical depth (LWP/IWP)?Particle size?Phase/shape?Vertical distribution3云頂高度對大氣溫度的影響45云輻射強迫的概念?云的輻射強迫CRF定義為某一給定大氣的凈輻射通量與假定云不存在時同一大氣的凈輻射通量之差。?該定義既適用于地面，又適用于大氣頂；?也可以計算任何高度上云的輻射強迫；?既適用于太陽短波輻射，又適用長波紅外輻射；6?如果用a和clr分別表示全天空（實際天空）和晴空條件,那么在地面上，云的輻射強迫為：是大氣由于云的存在所吸收的

2、太陽輻射能。定義而大氣頂?shù)脑戚椛鋸娖葎t為正強迫表示加熱；負強迫表示冷卻。地面和大氣頂?shù)脑戚椛鋸娖?短波輻射強迫和長波輻射強迫8Earth (No Clouds)Earth (With Clouds)57 W m-2342 W m-2107 W m-2342 W m-2235 W m-2265 W m-2FSW (cloud)=-50 W m-2FLW (cloud)= 30 W m-2= Net Effect of Clouds = -20 W m-2ReflectionEmissionIncomingIncomingEmissionReflection9Cloud Solar Radiati

3、ve Cooling10Cloud Thermal Radiative Warming 11High Thin Cirrus Clouds12Low thick water clouds13Deep convective clouds14全球云輻射強迫的觀測結(jié)果The international satellite cloud climatology project (ISCCP）15?CERES:Clouds and the Earths Radiant Energy System ?ERBE:Earth Radiation Budget Experiment ?ISCCP:Internat

4、ional Satellite Cloud Climatology Project 16云輻射強迫的計算方法?直接計算法?大氣頂反照率斜率法?TOA 通量-地面通量方法?TOA CRF : 地面CRF 方法17一、直接計算法?按照云輻射強迫公式直接進行計算；?所謂“所有天空”的資料，就是我們觀測所得到的數(shù)據(jù)集；?問題在于所謂“晴空”。在這里，“晴空”是一種概念化的工具，它可以有各種定義。?一種假想的大氣，其中只是不含有液態(tài)水，其他與“所有天空”完全相同；?一種“無云”大氣?在直接計算方法中，除了輻射觀測資料本身的精度外，“晴空”大氣的選定是一個關鍵問題。18兩個典型晴空大氣條件下（1994 年

5、4 月3 日和4 日）的地面總輻射及散射/直射比。判定為晴空的時段用箭頭表示，系根據(jù)輻射通量的曲線相當光滑，而且散射輻射與直接輻射的比值較?。ㄈ∽訧mre 等人，1996）。19二、大氣頂反照率斜率法可得大氣頂平均云輻射強迫20所以：21則有：22背景輻射網(wǎng)（BSRN）資料集的大氣頂反照率透過率曲線。方塊表示有代表性的晴空資料點，實線是整個資料集的線性最小二乘擬合。由此得到的具有相關系數(shù)R = 0.97 的直線的斜率為? 0.72 ，截距0.705; 但晴空資料點的單獨擬合所得到的直線斜率為0.46（圖中未標出）。為了比較，圖中還畫出了輻射強迫比等于1.5 時的相應曲線（虛線）（取自Imre

6、等人，1996）。23三、TOA 通量-地面通量方法這種方法的缺點是，由于地面通量強烈地依賴于 和云量這兩個變量，所以如果不將資料事先按照較窄的 范圍進行分組的話，就很難將這兩個變量的影響分開。24四、TOA CRF : 地面CRF 方法?這種方法需要明確地選取晴空參考。?這種方法假定，CRFs和CRFtoa之間存在一種線性關系。而且Atmospheric Radiation Measurement (ARM)資料支持這一假定。25Model Estimates of Cloud Radiative Forcing with CO2 Doubling26271-D 輻射對流模式結(jié)果云光學厚度對云短波輻射強迫的影響:（a）大氣頂