云的辐射强迫课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,6,章,气候变化的辐射强迫,1,云的辐射强迫,2,影响辐射的云参数,?,Cloud fraction,?,Optical depth(LWP/IWP),?,Particle size,?,Phase/shape,?,Vertical distribution,3,云顶高度对大气温度的影响,4,5,云辐射强迫的概念,?,云的辐射强迫,CRF,定义为某一给定大气的,净辐射通量与假定云不存在时同一大气的,净辐射通量之差。,?,该定义既适用于地面，又适用于大气顶；,?,也可以计算任何高度上云的辐射强迫；,?,既适用于太阳短波辐射，又适用长波红外,辐射,；,6,?,如果用,a,和,clr,分别表示全天空（实际天空）,和晴空条件,那么在地面上，云的辐射强迫,为：,是大气由于云的存在所吸收的太阳辐射能。,定义,而大气顶的云辐射强迫则为,正强迫表示加热；,负强迫表示冷却。,地面和大气顶的云辐射强迫,7,短波辐射强迫和长波辐射强迫,8,Earth(No Clouds),Earth(With Clouds),57 W m,-2,342 W m,-2,107 W m,-2,342 W m,-2,235 W m,-2,265 W m,-2,F,SW,(cloud),=-50 W m,-2,F,LW,(cloud)=30 W m,-2,=Net Effect of Clouds=-20 W m,-2,Reflection,Emission,Incoming,Incoming,Emission,Reflection,9,Cloud Solar Radiative Cooling,10,Cloud Thermal Radiative Warming,11,High Thin Cirrus Clouds,12,Low thick water clouds,13,Deep convective clouds,14,全球云辐射强迫的观测结果,The international satellite cloud climatology project(ISCCP,）,15,?,CERES:,Clouds and the Earths Radiant Energy System,?,ERBE:,Earth Radiation Budget Experiment,?,ISCCP:,International Satellite Cloud Climatology,Project,16,云辐射强迫的计算方法,?,直接计算法,?,大气顶反照率斜率法,?,TOA,通量,-,地面通量方法,?,TOA CRF:,地面,CRF,方法,17,一、直接计算法,?,按照云辐射强迫公式直接进行计算；,?,所谓,“,所有天空,”,的资料，就是我们观测所得到,的数据集；,?,问题在于所谓,“,晴空,”,。在这里，,“,晴空,”,是一,种概念化的工具，它可以有各种定义。,?,一种假想的大气，,其中只是不含有液态水，,其他与,“,所有天空,”,完全相同；,?,一种,“,无云,”,大气,?,在直接计算方法中，除了辐射观测资料本身的精,度外，,“,晴空,”,大气的选定是一个关键问题。,18,两个典型晴空大气条件下（,1994,年,4,月,3,日和,4,日）的地面总辐射,及散射,/,直射比。判定为晴空的时段用箭头表示，系根据辐射通量的曲,线相当光滑，而且散射辐射与直接辐射的比值较小（取自,Imre,等人，,1996,）。,19,二、大气顶反照率斜率法,可得大气顶平均云辐射强迫,20,所以：,21,则有：,22,背景辐射网（,BSRN,）资料集,的大气顶反照率透过率曲,线。方块表示有代表性的晴,空资料点，实线是整个资料,集的线性最小二乘拟合。由,此得到的具有相关系数,R,=,0.97,的直线的斜率为,?,0.72,，截距,0.705;,但晴,空资料点的单独拟合所得到,的直线斜率为,0.46,（图中,未标出）。为了比较，图中,还画出了辐射强迫比等于,1.5,时的相应曲线（虚线）（取,自,Imre,等人，,1996,）。,23,三、,TOA,通量,-,地面通量方法,这种方法的缺点是，由于地面,通量强烈地依赖于,和云量这,两个变量，所以如果不将,资料事先按照较窄的,范围进,行分组的话，就很难将这两个,变量的影响分开。,24,四、,TOA CRF:,地面,CRF,方法,?,这种方法需要明确地选取晴空参考。,?,这种方法假定，,CRF,s,和,CRF,toa,之间存在,一种线性关系。而且,Atmospheric,Radiation Measurement(ARM),资料支,持这一假定。,25,Model Estimates of Cloud Radiative Forcing,with CO2 Doubling,26,27,1-D,辐射对流模式结果,云光学厚度对云短波辐射强迫的影响,:,（,a,）大气顶,;,（,b,）地面,28,云光学厚度对云长波辐射强迫的影响,:,（,a,）大气顶,;,（,b,）地面,29,云高对云短波辐射强迫的影响,:,（,a,）大气顶,;,（,b,）地面,30,云高对云长波辐射强迫的影响：（,a,）大气顶,;,（,b,）地面,31,