第六讲 云对海气相互作用的影响

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1、第六讲云对海气相互作用的影响宇如聪、周天军大洋环流和海气相互作用数值模拟http://web.lasg.ac.cn/staff/ztj/index_c.htm云的形成和分类云对气候系统的调节作用云对海气相互作用的影响本讲总结内容提要云对气候系统的调节作用云对地球大气能量收支的影响云的形成和消亡过程是地气系统水和能量的再分配过程云辐射强迫和云气候反馈我国东部区域的云辐射特征辐射平衡一个物体接收与发射的辐射能量两者相等的状态。此时物体的净辐射为零，温度保持恒定。如果物体接收的辐射能大于它的发射能量，则物体要增温，反之，物体则要降温。如果一个物体的温度长期保持恒定，则说

2、明它处在稳定的辐射平衡中，例如行星地球系统。辐射冷却物体因接收到的辐射小于自身放射出去的辐射而导致的温度降低现象。夜间，地表由于辐射收入少于支出而出现辐射冷却。近地面大气层中由于辐射冷却经常可出现强烈的逆温。大气层中由于辐射交换结果而出现的辐射冷却现象，常用辐射冷却率来表示。基本概念基本概念辐射强迫定义为晴天平均向外射出波辐射与实际状况平均向外射出辐射之差，即该区域云的存在对辐射的影响。LWCRF=Fclr-FSWCRF=S(clr-)NetCRF=LWCRF+SWCRF其中Fclr为晴天平均向外射出长波辐射，F为实际状况平均向外射出长波辐射。S·clr为晴

3、天平均向外反照短波辐射，S·是实际状况平均向外反照短波辐射。二者之和为总的净云辐射强迫。气候系统的能量收支吸收短波，射出长波TOA年平均净辐射通量TOA净短波、长波通量的纬向平均分布什么决定气候？或什么决定了全球的温度？地球系统的能量来源于太阳地球的温度取决于入射的太阳辐射和地球大气射出的长波辐射的平衡影响短波辐射的主要因子：云(云量和云状)水汽地表反照率气溶胶(类型和数量)云地表/大气的温度温室气体水汽影响长波辐射的主要因子：反射太阳辐射，冷却地球吸收地球表面的长波辐射通量，并向地面发射长波辐射，加热地球（被子效应）云的生消过程实现水和能量的再分配云参与地球

4、气候复杂的反馈过程云是调节气候变化的关键因子云的形成和消亡过程是地气系统水和能量的再分配过程蒸发降水传输成云失去水和潜热得到水得到热量水平垂直蒸发-降水：淡水通量年平均气候分布（cm/year)ThedatafromEarthRadiationBudgetExperimentprovidethefirstaccurateestimateofshortwaveandlongwaveradiativefluxesattheTOAwithandwithoutcloudmodulation.NOAASatelliteEarthRadiationBudgetSatelli

5、teERBENetcloudradiativeforcingatTOAderivedfromtheERBEdataSWCRFTOPNET-CRFTOPLWCRFTOPERBE的大气顶的净云辐射强迫（Wm-2）。高原下游的大陆性中层云净的负云辐射强迫的强度，可以达到与东南太平洋地区冷洋面上层云净的负云辐射强迫相当的强度。clear-skyall-sky根据ERBE资料分析的大气顶在晴天状态和综合状况平均的净向下辐射通量（Wm-2）。左图对应晴空状态的气候平均，右图为日常的气候平均。在大多副热带地区，大气柱都是通过从大气顶获得的净辐射通量向高纬度地区输送能量。但在中国

6、东部地区，大气顶的净辐射冷却使得能量亏损。大气柱不得不通过湿静力能辐合从周边大气获取能量，也就是说，副热带区域的长江流域大气是能量汇。这和向外输出湿静力能的副热带其他地区形成了鲜明的对比。云－气候反馈高云的正反馈过程地面温度蒸发水汽含量高云高云起截留地球表面长波辐射通量的作用云的负反馈过程地面温度蒸发水汽含量云的反照率地面温度如果气候系统对某一种气候扰动的响应产生对该扰动信号的改变（增强或减弱），不断改变气候系统的响应强度和扰动信号的强度，则称气候系统对该气候扰动有“反馈”，通常把这个具体的反馈过程称为该气候扰动的“气候反馈”。

7、如果反馈过程使得初始的扰动信号不断增强，也就是对气候系统的改变越来越大，或气候系统越来越偏离原来的平衡状态，趋向一种不稳定发展，则称为“正反馈过程”。反之，则称为“负反馈过程”。举例:四川盆地云辐射反馈10-yearsrunningmeansurfacetemperatures(dashed)andthecloudfractions(solid)CorrelationCoefficientsbetweenMonthlySurfaceTemperaturesandTotalCloudFractionsafterRemovingthemeanseasonalvaria

8、tionf