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评估两种二流近似辐射方案在气候模拟中的表现
作者:张峰               发布时间:2019/5/22 17:08:24              浏览量:540

近日,我院博士生杨全(第一作者)、张峰教授(通讯作者)、中国气象科学研究院张华研究员、王志立副研究员、加拿大气候模拟与分析中心Jinangnan Li研究员等合作评估了两种二流近似辐射方案在气候模式中的表现,为提高气候模拟的准确性提供依据。

大气辐射传输方案直接影响辐射通量的模拟,进而对气候模拟产生影响。大气辐射传输方案中的二流方案可以提供简单快速的计算,且精度基本满足气候模拟的需要,因此在气候模式中得到广泛应用。其中应用最广的两种方案为二流离散纵标近似方案和爱丁顿近似方案。将两种辐射传输方案在气候模式中进行比较,有助于我们了解两种方案的性能,最终选择最适合气候模式使用的方案。

结果表明,在BCC_RAD辐射模型中,二流离散纵标近似方案在晴空条件下对辐射通量和加热率的计算更准确,而爱丁顿近似方案在有云条件下的计算结果更准确。用卫星资料提供的真实云数据进行实验,验证了在有云条件下爱丁顿近似方案更加优越(图1)。在气候模式BCC_AGCM2.0.1中进行实验,结果表明,与二流离散纵标近似方案相比,爱丁顿近似方案模拟的低云量增多,增加的云会影响两种方案计算的辐射通量。通过与CERES的通量数据进行比较,在气候模式中爱丁顿近似模拟的通量更加准确,同时可以提高温度和降水的模拟准确性。

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图1. 使用卫星资料的云数据时,(a&c)爱丁顿近似方案和(b&d)二流离散纵标近似方案模拟的大起顶向上通量和地表向下通量的误差。(c&d)为误差的均值、中位数、15%和85%分位点的分布。

 

文章已在国际大气辐射权威期刊《Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer》上发表:

Quan Yang, Feng Zhang, Hua Zhang, Zhili Wang, Jiangnan Li, Kun Wu, Yining Shi, Yiran Peng, 2019: Assessment of two-stream approximations in a climate model. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 225,25-34.

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022407318305351?dgcid=coauthor