Cloud nutit - Cloud forcing

v meteorologie, cloud nutit, cloud radiační síla (CRF) nebo oblak radiační účinek (CRE) je rozdíl mezi radiační rozpočet komponenty v průměru mrak podmínky a podmínky bez mraků. Velká část zájmu o cloudové vynucování souvisí s jeho rolí jako zpětná vazba proces v současném období globální oteplování.[1]

Tento obrázek zachycuje účinky mraků rozptylujících přicházející krátkovlnné záření ze slunce. To má obvykle za následek celkové ochlazení Země během dne i obecně (protože ztráta energie způsobená oblačností je významnější než zisk popsaný na obrázku níže).
Tento snímek zachycuje účinky mraků pohlcujících paprsky dlouhých vln vyzařovaných ze Země, které jsou poté znovu vráceny zpět na povrch. To má obvykle za následek celkové oteplení Země v noci.

Měření nucení cloudu

Následující rovnice vypočítá tuto změnu v radiační rozpočet na vrcholu atmosféry [2]

Síťový mrakový radiační efekt lze rozložit na jeho dlouhovlnné a krátkovlnné komponenty. Je tomu tak proto, že čisté záření je absorbováno slunečním zářením minus odchozí dlouhovlnné záření zobrazené následujícími rovnicemi

První člen vpravo je krátkovlnný cloudový efekt (Qbřišní svaly ) a druhým je efekt dlouhých vln (OLR).

Efekt krátkovlnného mraku se vypočítá podle následující rovnice

Kde SÓ je solární konstanta, ∝zataženo je albedo s mraky a ∝Průhledná je albedo za jasného dne.

Efekt dlouhých vln se vypočítá z následující následující rovnice

Kde σ je Stefan – Boltzmannova konstanta, T je teplota v dané výšce a F je tok vzhůru za jasných podmínek.

Dáme-li všechny tyto kousky dohromady, stane se konečná rovnice

Aktuální účinky vynucení cloudu

Všechno globální klimatické modely používané pro projekce změny klimatu zahrnují účinky vodní pára a cloud nutit. Modely zahrnují účinky mraků na příchozí (sluneční) i emitované (pozemské) záření.

Mraky globálně zvyšují odraz slunečního záření z 15% na 30%, což snižuje množství solární radiace absorbován Zemí asi o 44 W / m². Toto chlazení je trochu kompenzováno skleníkový efekt mraků, které snižují odcházející dlouhovlnné záření asi o 31 W / m². Čistým cloudovým vynucením radiačního rozpočtu je tedy ztráta asi 13 W / m².[3] Pokud byly mraky odstraněny a všechny ostatní zůstaly stejné, Země by získal tuto poslední částku v čistém záření a začal by se zahřívat.

Tato čísla by neměla být zaměňována s obvyklými radiační působení koncept, který je pro změna při nucení související s klimatická změna.

Bez zahrnutí mraků samotná vodní pára přispívá 36% až 70% ke skleníkovému efektu na Zemi. Když vezmeme v úvahu vodní páru a mraky společně, příspěvek je 66% až 85%. Rozsahy vznikají proto, že existují dva způsoby, jak vypočítat vliv vodní páry a mraků: dolní mezí je snížení skleníkového efektu, pokud jsou vodní páry a mraky odstraněn z atmosféry opouštějící všechny ostatní skleníkové plyny beze změny, zatímco horní hranice jsou skleníkový efekt zavedený, pokud jsou vodní páry a mraky přidané do atmosféry bez dalších skleníkových plynů.[4] Tyto dvě hodnoty se liší kvůli překrývání absorpce a emise různými skleníkovými plyny. Zachycení dlouhovlnného záření v důsledku přítomnosti mraků snižuje radiační vynucení skleníkových plynů ve srovnání s vynucením jasné oblohy. Velikost účinku způsobeného mraky se však u různých skleníkových plynů liší. Relativně jasné nebe, mraky snižují globální průměrnou radiační sílu kvůli CO2 asi o 15%,[5] že kvůli CH4 a N2Ó asi o 20%,[5] a to kvůli halogenované uhlovodíky až o 30%.[6][7][8] Mraky zůstávají jednou z největších nejistot v budoucích projekcích změny klimatu globálními klimatickými modely, a to kvůli fyzické složitosti cloudových procesů a malému rozsahu jednotlivých mraků vzhledem k velikosti modelové výpočetní mřížky.

Viz také

Reference

  1. ^ NASA (2016). „Informační přehled o oblacích a radiaci: hlavní články“. NASA. Citováno 2017-05-29.
  2. ^ Hartmann, Dennis L. (2016). Globální fyzikální klimatologie. Amsterdam: Elsevier. ISBN  978-0123285317.
  3. ^ Mezivládní panel o změně klimatu (1990). První hodnotící zpráva IPCC. 1990. UK: Cambridge University Press.tabulka 3.1
  4. ^ Schmidt, Gavin A. (06.04.2005). „Vodní pára: zpětná vazba nebo vynucení?“. RealClimate. Citováno 2008-01-14.
  5. ^ A b Pinnock, S .; M. Hurley; K.P. Lesk; T.J. Wallington; T.J. Smyth (1995). „Radiační působení na podnebí hydrochlorofluorouhlovodíky a hydrofluorouhlovodíky“. J. Geophys. Res. 100 (D11): 23227–23238. Bibcode:1995JGR ... 10023227P. doi:10.1029 / 95JD02323.
  6. ^ „Dobře promíchané skleníkové plyny“. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Mezivládní panel o změně klimatu. 2001. Citováno 2008-01-14.
  7. ^ Christidis, N .; M. Hurley; S. Pinnock; K.P. Lesk; T.J. Wallington (1997). „Radiační vynucování změny klimatu pomocí CFC-11 a možné náhrady CFC“. J. Geophys. Res. 102 (D16): 19597–19609. Bibcode:1997JGR ... 10219597C. doi:10.1029 / 97JD01137.
  8. ^ Myhre, G .; E.J. Highwood; K.P. Lesk; F. Stordal (1998). „Nové odhady radiační síly způsobené dobře smíchanými skleníkovými plyny“. Geophys. Res. Lett. 25 (14): 2715–2718. Bibcode:1998GeoRL..25,2715 mil. doi:10.1029 / 98GL01908.