向极能量传输
图3.1和3.2的含义是,必须有向极能源传输的大气和海洋温暖的极地和赤道地区降温。太阳能加热不均匀导致意味着向极tro-pospheric温度下降,因此表面高度的压力,导致压力梯度。大气中努力减少这些梯度。在低纬度地区,科氏参数是相当小的,向南极的大气能源运输与热相关直接哈德利循环细胞。对流层中、高纬度地区,时间意味着流主要是向西(东),代表一个近似压力梯度和科里奥利力之间的平衡(地转平衡)。向极能源运输主要是通过气压的涡流(与地面气旋和反气旋),长波浪代表扰动向西流。微分太阳能加热也导致海洋中的密度梯度,导致净向南极的海洋运输显热,在低纬度地区中起着重要作用。
估计向极传输的大气和海洋占TOA所需辐射平衡如图3.1提供了许多研究。一般方法是计算所需的运输采用卫星TOA辐射通量,从全球分析大气传输,然后估计剩余远洋运输。目前,直接从海洋海洋运输的估计速度和温度被认为是不可靠的。最好的估计的年平均大气和海洋运输的研究Trenberth和卡洛(2001)。他们利用ERBE数据和大气辐射传输计算从NCEP / NCAR和ECMWF ERA-15
图3.3纬向平均的ERBE时期年平均净辐射预算所需的能源运输的顶部大气(RT)、总大气传输(at)和远洋运输(OT)。单位是兆瓦(PW)(从Trenberth和卡隆,2001年,AMS)的许可。
图3.3纬向平均的ERBE时期年平均净辐射预算所需的能源运输的顶部大气(RT)、总大气传输(at)和远洋运输(OT)。单位是兆瓦(PW)(从Trenberth和卡隆,2001年,AMS)的许可。
大气可利用(见第9章)。而不是获取海洋运输残余,他们使用表面热通量的推断大气能量预算。他们估计也包含调整质量和能量平衡。细节提供了纸和同伴的研究Trenberth et al。(2001)。
结果估计每年所需的交通和大气和海洋的贡献得到如图3.3所示。向南极的海洋运输占主导地位只有在0°之间和17°N . 35°N,接近总运输高峰发生在两个半球,大气传输约占总数的78%在北半球和南半球的92%。一般来说,更大比例的所需的总比海洋运输是由大气中与年长的估计。
从热力学角度来看,大气可以因此被视为主要的引擎,从赤道来源泵热沉在北极和南极。如果没有子午交换、极地寒冷得多,比观察和赤道地区暖和得多。换句话说,极地地区,虽然冷,不像预期那样冷的基础上他们的年度传入的太阳辐射。因为地球的转动轴倾斜23.5°的轨道平面,我们经历纬向分布的(和季节性净)太阳辐射在极地,表达最强烈(见图2.1影响一天的长度)。每个半球的冬天,太阳赤纬是负的,和极地地区传入的太阳辐射很小或者为零,这取决于纬度。赤道和两极之间的温度梯度是最强的,向极大气传输。在夏天,
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- 图3.4的zonalmean年度周期向极大气能源运输,平均为1979 - 2001 (PW)。负在南半球的意思是向南运输(向南极)(从Trenberth Stepaniak, 2003年,AMS)的许可。
太阳赤纬是正的,甚至有更多的太阳能加热的纬向分布。这削弱了大气温度梯度,向极大气传输相应小(图3.4)。
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