Effective Radiative Forcing in a GCM With Fixed Surface Temperatures
Effective Radiative Forcing in a GCM With Fixed Surface Temperatures
复制标题
具有固定表面温度的 GCM 中的有效辐射强迫
DOI：
10.1029/2020jd033880
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Andrews T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Andrews T
有效辐射强迫（ERF）在ACCESS1.0大气环流模式（GCM）中使用固定的陆地和海洋表面温度（SST）以及海冰进行评估。4xCO2ERF为8.0 W m − 2。相比之下，一个只有固定SST和海冰的典型ERF实验产生的ERF仅为7.0 W m − 2。这种差异是由于在常用的固定SST ERF实验设计中土地变暖的影响而产生的，这导致：（i）从地面向太空发射的长波辐射增加（− 0.45 W m − 2）和对流层（− 0.90 W m − 2），（二）减少土地积雪和积雪（+0.17 W m − 2），（iii）水蒸气增加（+0.49 W m − 2），及（iv）云调整（− 0.26 W m − 2）由于稳定性降低和陆地上空多云（正ERF）被增加的低对流层稳定度和海洋上空的海洋云量（负ERF）抵消。这些对陆地变暖的辐射调整的总和是将固定SST实验中的4xCO2ERF减少1.0 W m − 2。CO2气孔效应被量化，并发现在该模型中，在固定SST ERF实验设计中，贡献了超过一半的土地变暖效应和调整。在太阳电流变流实验中证实了响应陆地变暖的基本物理机制。我们测试了各种方法，已提出的固定SST ERFs对我们的GCM结果解释土地变暖，并讨论其优点和缺点。
Effective radiative forcing (ERF) is evaluated in the ACCESS1.0 General Circulation Model (GCM) with fixed land and sea‐surface‐temperatures (SST) as well as sea‐ice. The 4xCO2ERF is 8.0 W m−2. In contrast, a typical ERF experiment with only fixed SST and sea‐ice gives rise to an ERF of only 7.0 W m−2. This difference arises due to the influence of land warming in the commonly used fixed‐SST ERF experimental design, which results in: (i) increased emission of longwave radiation to space from the land surface (−0.45 W m−2) and troposphere (−0.90 W m−2), (ii) reduced land snow‐cover and albedo (+0.17 W m−2), (iii) increased water‐vapor (+0.49 W m−2), and (iv) a cloud adjustment (−0.26 W m−2) due to reduced stability and cloudiness over land (positive ERF) counteracted by increased lower tropospheric stability and marine cloudiness over oceans (negative ERF). The sum of these radiative adjustments to land warming is to reduce the 4xCO2ERF in fixed‐SST experiments by ∼1.0 W m−2. CO2stomatal effects are quantified and found to contribute just over half of the land warming effect and adjustments in the fixed‐SST ERF experimental design in this model. The basic physical mechanisms in response to land warming are confirmed in a solar ERF experiment. We test various methods that have been proposed to account for land warming in fixed‐SST ERFs against our GCM results and discuss their strengths and weaknesses.
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