Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время уделяется большое внимание изучению климата и влиянию на него процессов, происходящих в атмосфере. Для надежной оценки возможных климатических изменений необходимо обеспечить достаточно точный учет в моделях климата основных климатообразующих факторов и, в частности, эффекта переноса
ФСігтппогч?* tvCittttotttjtt* ТЗтэтттттг п vr\vrunr*rvjir rrnrnrt/'Tumu nrTawvnriTj тгг\ т* ттпщаитяа
атмосферных газов точные детальные расчеты радиационных характеристик атмосферы очень трудоемки, а их использование триводит к переусложнению радиационного блока численных моделей климата. Возникла необходимость создания приближенной эффективной методики, которая, с одной стороны, учитывала бы достаточно полно все физические факторы и обеспечивала бы хорошую степень точности, э с другой стороны, занимала бы малое время счета. Задача учета тэреноса тепловой радиации намного упрощается при использовании интегральной функции пропускания (ИФП) атмосферы.
Развитие методики, основанной на использовании ИФП, и ее трименение в условиях облачной атмосферы дают возможность
радиации, что крайне важно при учете радиационных эффектов в моделях климата, а также для лучшего понимания процессов Шлакообразования и теплового режима атмосферы.
Особый интерес представляет надежный учет радиационных эффектов перистых облаков. В середине 80 -х годов во Всемирной программе исследования климата (ВПИК) было указано на необходимость ізучения радиационных свойств перистых облаков, существенно
увеличивающих парниковый эффект в силу своего высокого расположен в атмосфере.
Важно также исследовать антропогенное влияние на клим которое в основном проявляется через радиационные процессы.
Все эти соображения определили содержание диссертационн работы, посвященной разработке и применению эффективной методи расчетов потоков теплового излучения е облачной атмосфере частности, при наличии перистых облаков) и изучению влиян облачности, а также антропогенных факторов на термическое состоян атмосферы.
Цель работы. Разработка эффективной приближенной методи расчета радиационных характеристик в тепловом диапазоне спектра д моделей климата и оценки эффектов тепловой радиации в облачной безоблачной атмосфере, главным образом, на основании материал комплексных экспериментов по взаимодействию облачности и радиаци проводимых на Звенигородской научной станции (ЗНО) МФА РАН в І9& 1987, 1989 и 1992 гг.
Ппигаэицо гэаттапиг Т 'Ра,зт-\аґ\г-ігг,и,а ттт-ллґітп*іисігзгіг->ІЇ гяіФГ\Тпяггтіг "Патта
тепловой радиации в атмосфере, позволяющей учитывать влияние ; радиационные процессы водяного пара, углекислого газа, озо: аэрозоля и облачности различного вида. Методика должна обеспечив, хорошую точность, оцениваемую по сравнению с полинейными расчет; и малую затрату времени при численном моделировании климата.
2. Оценка чувствительности климатических характеристик в зональн<
термодинамической модели климата, разработанной Петуховым В.К.,
изменению режима тепловой радиации в атмосфере при использован]
различных методик расчета.
3. Оценка эффектов тепловой радиации в реальной атмосфере і
сплошной слоисто-кучевой облачности.
А "Рсїо-поГїг^Ь'сі игіолгл ллофгїттсї "поппоФО 'ттітггрСі-тлгіггтги- таттяпопй" тлотгартт'МТТ
цля перистой облачности.
5. Исследование радиационного режима атмосферы при наличии перистых
)блаков.
5. Оценка возможных антропогенно обусловленных изменений режима
тепловой радиации в атмосфере.
На защиту выносятся следующие положения и результаты
диссертационной работы. I. Приближенная методика расчета потоков
-ешгового излучения, основанная на использовании интегральной
функции пропускания, учитывающей поглощение радиации водяным паром включая континуальное поглощение), углекислым газом, озоном, зрозолем как в облачной атмосфере, так и при ясном небе. Реалия з ция fiojiQQ фочного и Физически более обоснованного
блаков вместо ранее используемого "получерного" приближения.
. Оценка эффектов тепловой радиации в условиях реальной атмосферы
ри наличии облачности и, в частности, усиление парникового эффекта
птически тонкими перистыми облаками по сравнению с ясным небом и
нерасположенными облаками. Параметризация эффекта перистых
блаков в зависимости от их оптической толщины.
. Оценка отклика климатических характеристик на изменения потоков
-лловой радиации при использовании различных схем их расчета с
эмошыо термодинамической модели климата Петухова В.К.
ручная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые
лутта T-vaoTrjj-uTiOTH *
їдианионных характеристик земной атмосферы с учетом облачности,
аэрозоля, водяного пара, углекислого газа и озона в длинноволноеі диапазоне спектра. Сравнение с полинейными расчетами показа, хорошую точность предложенной методики.
2. Разработан более точный и обоснованный "непрерывный" метч
расчета радиационных тепловых потоков применительно к перисті
облакам.
3. С помощью разработанных методик на основе материала комплексні
экспериментов на ЗНС б мае 1986,1987,1989 и сентябре 1993 п
оценено Елияние перистой и слоисто-кучевой облачности У.
радиационный режим атмосферы в тепловой области спектра.
расчета потоков тепловой радиации в термодинамической моде л климата при оценке некоторых климатических параметров (в зонально термодинамической модели климата Петухова B.K.J,
Достоверность защищаемых положений , выводов и результате работы обеспечивается сопоставлением результатов расчета п< приближенной методике с эталонными (полинейными) расчетами.
Научная ценность и практическая значимость. Предложенные і диссертации методики расчетов характеристик и эффекто] теплового излучения используются и могут найти широкое применение в современных и будущих моделях климата, щ исследовании взаимодействия облачности и радиации, а также щ
аиштттгт* ооттрп гтг* ипп ттатггмзаитлл птаипгЬ-тклатгтт riciorMDLTV w oQnnon гтт_т
'-.'ШиПлХЛХ UU^Ul iiVJ «it_'l_'i/t'-/rU|^^/4JUliJXl'J і ^ии^'-^Л./^ЛиХХХДИАах A 1-ttJVJXJXA^L Л OW tJ'_/tJ>^JlIjiXi-
компонент загрязнения атмосферы с учетом облачности. Получе значительный материал анализа режима теплового излучения атмосфере при ясном небе и различной облачности по данны экспериментов на ЗНС. Исследовано влияние теплового излучения и термический режим облаков. Использование предложенных методик
апример,"непрерывный" подход в случае перистых облаков) позволивт ществеїшо повысить точность расчетов радиационных характеристик лачной атмосферы в длинноволновой области спектра..
Апробация результатов. Основные результаты диссертационной боты докладывались нз семинарах отдела теории климата ИФА РАН 989,1992 и 1993гг.),на межведомственном радиационном семинаре в нкт-Петербурге (1987г.) и в Москве (1991 и 1993гг.), на ждународных конференциях по радиации в г.Лилле (Франция,1988г.), г.Таллинне (Эстония,1992г.), на Заседаниях Рабочей группы по диации и облачности в Г.Вашингтоне (США,1993г.) и на Восьмой нференции по атмосферной радиации Американского метеорологического щества в г.Нешвилле (США,1994г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, ех глав, заключения и списка литературы. В работе содержится Щ страниц, 11 рисунков, 3J ч&бти,. Список литературы содержит -6