Một tham số hóa đơn giản về làm mát bức xạ sóng dài và ứng dụng cho lớp biên khí quyển trong điều kiện trời quang

Junsei Kondo1, Dai Matsushima1
1Geophysical Institute, Tohoku University, Sendai, Japan

Tóm tắt

Một tham số hóa đơn giản được đề xuất nhằm tính toán tỷ lệ làm mát bức xạ sóng dài, có thể được sử dụng trong các mô phỏng lớp biên khí quyển vào những ngày quang đãng ở vĩ độ trung bình. Sự chênh lệch dòng lưu net được đặt bằng không tại bề mặt có thể được tham số hóa bằng cách sử dụng ba biến: nhiệt độ bề mặt, nhiệt độ không khí ở mức thấp nhất (1,5 m), và tổng lượng hơi nước. Nếu ba yếu tố này, cùng với hồ sơ hơi nước, được biết, có thể ước tính tỷ lệ làm mát do bức xạ sóng dài. Kết quả của tham số hóa này có sự đồng thuận tốt với một sơ đồ chính xác (Roach và Slingo, 1979), trong một phạm vi ± 1°C/ngày về sự thay đổi theo chu kỳ cho các mô phỏng lớp biên khí quyển.

Từ khóa

#bức xạ sóng dài #làm mát bức xạ #lớp biên khí quyển #mô phỏng thời tiết #điều kiện trời quang

Tài liệu tham khảo

André, J. C. and Mahrt, L.: 1982, “The Nocturnal Surface Inversion and Influence of Clear-Air Radiative Cooling’,J. Atmos. Sci. 39, 864–878.

Cerni, T. A. and Parish, T. R.: 1984, ‘A Radiative Model of the Stable Nocturnal Boundary Layer with Application to the Polar Night’,J. Climate Appl. Meteorol. 23, 1563–1572.

Deardorff, J. W.: 1978, ‘Efficient Predication of Ground Surface Temperature and Moisture, with Inclusion of a Layer of Vegetation’,J. Geophys. Res. 83, 1889–1903.

Dyer, A. J. and Hicks, B. B.: 1970, ‘Flux-Gradient Relationships in the Constant Flux Layer’,Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 96, 715–721.

Garratt, J. R. and Brost, R. A.: 1981, ‘Radiative Cooling Effects Within and Above the Nocturnal Boundary Layer‘,J. Atmos. Sci. 38, 2730–2746.

Kimura, F. and Arakawa, S.: 1983, ‘A Numerical Experiment on Nocturnal Low Level Jet Over the Kanto Plain’,J. Meteorol. Soc. Japan 61, 848–861.

Kimura, F. and Manins, P.: 1988, ‘Blocking in Periodic Valleys’,Boundary-Layer Meteorol. 44, 137–169.

Kondo, J.: 1981, ‘An Analysis of Mixed Layers of Atmosphere and Ocean’,Kaiyo-Kagaku 6, 391–397, (in Japanese).

Kondo, J., Kanechika, O., and Yasuda, N.: 1978, ‘Heat and Momentum Transfers Under Strong Stability in the Atmospheric Surface Layer’,J. Atmos. Sci. 35, 1012–1021.

Kondo, J., Kuwagata, T., and Haginoya, S.: 1989, ‘Heat Budget Analysis of Nocturnal Cooling and Daytime Heating in a Basin’,J. Atmos. Sci. 46, 2917–2933.

Kondo, J., Nakamura, T., and Yamazaki, T.: 1991, ‘Estimation of the Solar and Downward Atmospheric Radiation’,Tenki 38, 41–48, (in Japanese).

Kuwagata, T.: 1990,A study on air-land energy exchange over complex terrain, PhD thesis, Tohoku University, 170pp.

Lacis, A. A. and Hansen, J. E.: 1974, ‘A Parameterization for Absorption of Solar Radiation in the Earth's Atmosphere’,J. Atmos. Sci. 31, 118–133.

Mellor, G. L. and Yamada, T.: 1974, ‘A Hierarchy of Turbulence Closure Models for Planetary Boundary Layers’,J. Atmos. Sci. 31, 1791–1806.

Ninomiya, K. ed.: 1975,AMTEX '74 DATA REPORT vol. 2 Aerological Data, Technical Report, Management Committee for AMTEX, 473pp.

Roach, W. T. and Slingo, A.: 1979, ‘A High Resolution Infrared Radiative Transfer Scheme to Study the Interaction of Radiation with Cloud’,Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 105, 603–614.

Rodgers, C. D.: 1967,The Radiative heat budget of the troposphere and lower stratosphere, Technical Report, Rept. No. A2, Planetary Circulations Project, Dept. Meteorol. M.I.T., 99pp.

Sasamori, T.: 1968, ‘The Radiative Cooling Calculation for Application to General Circulation Experiments’,J. Appl. Meteorol. 7, 721–729.

Sasamori, T.: 1972, ‘A Linear Harmonic Analysis of Atmospheric Motion with Radiative Dissipation’,J. Meteorol. Soc. Japan 50, 505–517.

Staley, D. O. and Jurica, G. M.: 1970, ‘Flux Emissivity Tables for Water Vapor, Carbon Dioxide and Ozone’,J. Appl. Meteorol. 9, 365–372.

Stull, R. B.: 1976, ‘Mixed-Layer Depth Model Based on Turbulent Energetics’,J. Atmos. Sci. 33, 1268–1278.

Yamamoto, G.: 1962, ‘Direct Absorption of Solar Radiation by Atmospheric Water Vapor, Carbon Dioxide and Molecular Oxygen’,J. Atmos. Sci. 19, 182–188.

Yamamoto, G., Shimanuki, A., Aida, M., and Yasuda, N.: 1973, ‘Diurnal Variation of Wind and Temperature Fields in the Ekman Layer’,J. Meteorol. Soc. Japan 51, 377–387.