tiếp tục tăng với sự gia tăng hàm lượng nước sau khi mây đã trở nên mờ đục đối với bức xạ sóng dài
3.10 profile nhiệt độ Cân bằng bức xạ - đối lưu
Để hiểu được ảnh hưởng của sự truyền bức xạ đối với khí hậu có thể giải phương trình truyền bức xạ trong điều kiện trung bình tồn cầu của trái đất
Các biến xác định dịng năng lượng bức xạ trong khí quyển:
thành phần khí của khí quyển, các tính chất xon khí và mây, albedo bề mặt và độ chiếu nắng
Để tính cân bằng bức xạ đối với điều kiện trung bình
trên tồn cầu cần xét đến sự vận chuyển năng lượng theo phương ngang do chuyển động khí quyển và đại dương
Xem nhiệt độ và tất cả các biến khác chỉ phụ thuộc vào độ cao, còn độ chiếu nắng trung bình tồn cầu và góc thiên đỉnh mặt trời được lấy một cách thích hợp
Một số thành phần quan trọng
H2O: Hơi nước là chất khí quan trọng nhất đối với sự truyền bức xạ
trong khí quyển, là chất hấp thụ cơ bản bức xạ mặt trời trong tầng đối lưu
CO2: tỷ số xáo trộn có thể được giả thiết là khơng đổi theo vĩ độ và độ cao cho đến khoảng 100 km. Là chất khí quan trọng đối với sự
truyền bức xạ sóng dài (15m). Một lượng đáng kể bức xạ mặt trời bị hấp thụ bởi CO2
O3: có nguồn cung cấp và tiêu hao nhanh trong tầng bình lưu. Ozon quan trọng đối với sự truyền bức xạ sóng dài (gần 9.6 m), và hấp thụ bức xạ mặt trời giữa 200 và 300 nm.
Xon khí: ảnh hưởng đến cả sự truyền bức xạ mặt trời và bức xạ trái
đất. Lớp xon khí axit sulfuric tồn tại ở gần 25 km giữa tầng bình lưu. Xon khí sulfate trong tầng đối lưu cũng quan trọng đối với bức xạ (tăng do đốt cháy nhiên liệu hoá thạch)
Albedo bề mặt: biến đổi mạnh từ nơi này đến nơi khác, phụ thuộc
vào dạng và điều kiện của chất bề mặt và thực vật.
Mây: biến đổi đáng kể về lượng và dạng trên tồn cầu. Có ảnh hưởng
rất lớn đến sự truyền năng lượng bức xạ sóng dài và bức xạ mặt trời trong khí quyển. Sự phân bố theo thời gian và khơng gian và tính chất quang học của mây rất quan trọng đối với khí hậu
Phương pháp xây dựng mơ hình cân bằng bức xạ - đối lưu
Xét mơ hình khí quyển 1-D
Cho trước bức xạ mặt trời tại đỉnh KQ và độ hấp thụ của từng lớp
Tính nhiệt độ cân bằng bức xạ cho từng lớp
Kiểm tra độ ổn định tĩnh
Nếu lớp khơng ổn định thì can thiệp
(nếu G > Gd thì đặt T bằng trung bình trọng khối của hai lớp)
Đưa thêm vào mây và các chất khí hấp thụ để xem xét Tn T1 1 n T3 3 …
Thủ thuật đưa hiệu ứng vận chuyển năng lượng thẳng đứng do
chuyển động vào mơ hình truyền bức xạ trung bình tồn cầu được gọi là thủ thuật hiệu chỉnh đối lưu
gradien nhiệt độ thẳng đứng không được phép vượt quá 6.5 K/km.
Tại những nơi mà quá trình bức xạ làm cho gradien nhiệt độ thẳng lớn hơn giá trị cực đại đã chỉ ra, sự truyền nhiệt phi bức xạ lên trên
được giả thiết xuất hiện để duy trì gradient nhiệt độ, sao cho năng
lượng được bảo toàn.
Sự phân bố lại năng lượng thẳng đứng nhân tạo (artificial) này được dùng để biểu diễn ảnh hưởng của chuyển động khí quyển đến profile nhiệt độ thẳng đứng, mà khơng tính tốn một cách rõ ràng dịng năng lượng phi bức xạ hoặc chuyển động khí quyển.
Trong mơ hình trung bình tồn cầu lớp “được hiệu chỉnh” này kéo dài từ bề mặt đến đỉnh tầng đối lưu
Profile nhiệt độ cân bằng năng lượng khi sự truyền bức xạ và hiệu chỉnh đối lưu đã được tính đến có thể gọi là profile cân bằng bức xạ đối lưu hoặc profile cân bằng nhiệt