3.4 Параметризация излучения в атмосфере

Не используется

Для атмосферной температуры не применяется среднее значение распределения, результаты нереалистичны при долгосрочных прогнозах.

Простое охлаждение

Степень охлаждения атмосферы зависит только от температуры. Не учитывается влияние облачности или суточный цикл.

Излучение с поверхности

Эта схема используется вместе с двумя предыдущими. Дает суточные колебания коротковолнового и длинноволнового потоков у поверхности для учета в основном энергетическом балансе. Эти потоки рассчитываются на основе атмосферного интегрированного по столбцам водяного пара и фракции низкой/средней/высокой облачности, которые рассчитываются из относительной влажности.

Схема с учетом облачности

Достаточно комплексная схема, учитывающая взаимодействие длинноволновых и коротковолновых потоков с явной облачностью и чистой атмосферой. Наряду с тенденциями в атмосферной температуре, здесь можно рассчитать потоки приповерхностной радиации. Данная схема весьма ресурсоемкая в вычислительном плане, но для нее требуется небольшой объем памяти.

Схема излучения CCM2

Позволяет моделировать спектральные полосы длинноволнового и коротковолнового излучения, но облачность либо рассчитывается, либо фракции облачности выводятся из относительной влажности. Подходит для сеток с большим шагом и дает более точные результаты при долгосрочных прогнозах. Также позволяет рассчитывать приповерхностные радиационные потоки (Hack, J. J., B. A. Boville, B. P. Briegleb, J. T. Kiehl, P. J. Rasch, and D. L. Williamson, 1993: Description of the NCAR Community Climate Model (CCM2). NCAR Technical Note, NCAR/TN-382+STR, 120 pp.). Как и в других схемах моделирования излучения, может использоваться для нейтрализации воздействия облачности на излучение. Вплоть до версии 3.5 данная схема была способна взаимодействовать только с облаками, рассчитанными через относительную влажность.

Схема для длинноволнового излучения ДЛЯ модели быстрого переноса излучения (RRTM)

Эта схема учитывает облачность и коротковолновое излучение. Она разработана AER Inc. (Mlawer, E. J., S. J. Taubman, P. D. Brown, M. J. Iacono, and S. A. Clough, 1997: Radiative transfer for inhomogeneous atmosphere: RRTM, a validated correlated-k model for the longwave. J. Geophys. Res., 102 (D14), 16663-16682.) и является новым высокоточным и эффективным методом. Данная модель быстрого переноса излучения использует k-соотнесенную модель для детального представления поведения спектра поглощения с учетом водяного пара, диоксида углерода и озона. Включена в ММ5, чтобы обеспечить взаимодействие с модельными полями облачности и осадков. На рис. 3.3 приводится схема радиационных процессов в атмосфере.

Рис. 3.3 Иллюстрация свободных радиационных процессов в атмосфере

Учет слабой конвекции

Служит для двух целей: параметризации АПС с учетом вынужденной слабой конвекции и среднетропосферной слабой конвекции, обусловленной подсеточными эффектами.