Средние широтные температуры (северное полушарие)

Чувствительность модели при ΔS=1%

Зависимость Тср от притока радиации в условиях реальной атмосферы.

1.2. Одномерная модель Селлерса (1969)

Основа – термодинамическое уравнение энергии в виде:

ST1+ST2+AD1+AD2+TV1+TV2=ET+ES-L(E1+E2+E3)

ST1 , ST2 – скорости накопления тепла в тропосфере и в океанах;

AD1,AD2 – скорость горизонтального переноса тепла средними горизонтальными ветрами и океаническими

течениями;

TV1,TV2 – скорость горизонтального турбулентного переноса тепла в атмосфере и в океане; ET, ES - скорость притока энергии от радиации на суше и в океане;

L – скрытая теплота парообразования;

E1 - локальная скорость изменения концентрации водяного пара;

E2, E3 –дивергенция потоков водяного пара, создаваемых средним ветром и подвижными вихрями.

Упрощенная интегральная форма при условиях:

а) рассматриваются средние годовые величины; б) ST1 = ST2=0;

в) AD2 =0;

г) используются переменные и уравнения для широтных зон; д) переменные в уравнении баланса определяются в зависимости только от разности температур между зонами;

е) планетарное альбедо задается как функция от приземной температуры и его изменения зависят от изменений снежного покрова; ж) влияние изменений облачности на альбедо не учитываются;

з) для описания турбулентного переноса используются коэффициенты обмена, подобранные таким образом, чтобы решение соответствовало наблюденным условиям (остаточный член уравнения баланса).

Уравнение имеет единственное решение для равновесной температуры подстилающей поверхности.

Схема переменных, параметров и взаимодействий в термодинамической модели континентальных областей

Схема переменных, параметров и взаимодействий в термодинамической модели океанических областей

1.3. Нульмерная модель ледниковых периодов В.Я.Сергин и С.Я.Сергин

Основа – уравнение баланса притока тепла на верхней границе атмосферы и деятельного слоя океана и суши.

Баланс тепла земной поверхности = радиационному балансу на верхней границе атмосферы, т.к. теплоемкость атмосферы много меньше, чем у воды и суши.

R + LE + Р + А=0 - баланс тепла земной поверхности и R=S(1-α) – E*

S - Eа =0 – радиационный баланс на верхней границе атмосферы.

Отклик: отклонение баланса тепла от среднего многолетнего (для деятельного слоя)

Факторы:

температура земной поверхности (в отклонениях), общее количество облаков, площади океана и ледяного покрова, скорость испарения.

Не включены: динамика концентрации CO2 и аэрозолей, абсолютная влажность, площадь снежного покрова, тепловые эффекты таяния и т.д.

Результат:

-в северном полушарии автоколебания с Т=35000 лет;

-увеличение глубины океана резко увеличивает амплитуду автоколебаний;

-увеличение отклонений количества облаков и скорости испарения существенно влияет на Т и А автоколебаний;

-увеличение площади льдов в 2 раза слабо влияет на автоколебания (полное оледенение не подтверждается);

-усиление парникового эффекта приводит к ликвидации автоколебаний и стабилизации климата;

- увеличения количества осадков в районе оледенения ведет к росту Т (периодов) и А автоколебаний;

-начальные условия и толщина льда слабо влияют на автоколебания;

-при взаимодействии полушарий возникают автоколебания с Т=60000.лет и А=200С в северном и 70С в южном полушарии.