Части климатической системы атмосфера—океан—суша обладают значительной пространственной неоднородностью, вертикальной и горизонтальной, которая к тому же меняется со временем (например, по сезонам). Их описание при помощи небольшого количества параметров (таких, например, как средняя тем-пература воздуха у поверхности Земли, средняя температура морской воды в ВПС, среднее атмосферное давление на поверхности Земли, среднее содержание влаги и СОг в атмосфере, средний балл облачности на Земле и т. п.) было бы крайне неполным. Поэтому малопараметрические модели климата (иногда называемые также моделями с сосредоточенными параметрами) и одномерные модели, описывающие только вертикальную или только широтную неоднородность климатической системы, ее полной структуре неадекватны, и их количественные результаты принимать слишком всерьез, вообще говоря, не следует. Но такие модели иногда можно использовать для качественного выяснения возможной роли тех или иных климатических факторов и обратных связей. Наиболее известным из таких моделей мы посвящаем настоящую и следующую главы.[ ...]
Из формулы и М 1а видно, в частности, что полная кинетическая энергия атмосферных движений Е М1)г не зависит от М.[ ...]
Подчеркнем теперь, что все указывавшиеся в этом параграфе формулы содержали лишь шесть истинно «внешних» размерных параметров: усваиваемый поток солнечной радиации q, радиус планеты а, угловая скорость ее вращения ю, масса единичного столба атмосферы М, удельная теплоемкость атмосферного воздуха сР и постоянная Стефана—Больцмана а (или, точнее,
Критерий П«, можно назвать вращательным числом Маха. Можно условиться, чтобы угловая скорость вращения планеты о» входила во все формулы только через П<о (причем, если ю столь мало, что L>2a, то надо полагать L = 2а и 11«,= ’Д). В выражении для П5 величина Н есть так называемая высота (или толщина) однородной атмосферы. Можно условиться, чтобы ускорение свободного падения g входило во все формулы только через tlg.[ ...]
Аналогично Г. С. Голицыным и его последователями был рассчитан также ряд других параметров климатической системы, в том числе параметры турбулентности в атмосферном пограничном слое.[ ...]
Используем эти формулы для оценки сезонных колебаний величин (18.11), считая, что в летнем полушарии оказывается в (1+а) раз больше своего среднего годового значения (по астрономическим данным, на день летнего солнцестояния а = 0,33), причем дополнительный поток адСр падает в основном на полярную область, так что Ьq приобретает множитель 1—а. Для зимнего полушария следует заменить а на —= —0,39. Результаты расчетов приводятся в табл. 18.1.[ ...]
Сезонные колебания средней температуры Т здесь оказались заметно завышенными (так как реальная атмосфера в своих сезонных колебаниях значительно отклоняется от состояния лучистого равновесия, которое только и описывается формулой (18.1)). В то же время сезонные колебания 671 и и получились вполне удовлетворительно. Так, в южном полушарии по эмпирическим данным летом (в январе) 6Г = 40°С и зимой (в июле) 74°С, а кинетическая энергия па2Ми2 летом равна 3,9 Дж, а зимой 7,1Х ХЮ20 Дж (против 3,4 и 7,8 Дж, оцениваемых по данным табл. 18.1).[ ...]
В мезозое оба полюса находились, по-видимому, в открытом океане и в полярных областях не было многолетних льдов, так что суммарное альбедо Земли было, вероятно, несколько меньше современного. Если принять, что q было на 4 % больше современного, то Тт и Ts получаются на 3°С выше современных; £ = 0,42; 67 = 31 °С; 7 = 301 К (на 1 К выше, чем сейчас); 7Р = 270К (на 6 К выше, чем сейчас)—отсюда и упомянутое выше отсутствие многолетних льдов.[ ...]
Вернуться к оглавлению