气候模式(climate model)是研究气候的理论体系,当前研究气候的模式可分为能量平衡模式、辐射对流模式、大气环流模式、统计动力模式四大类。

模式

(1)能量平衡模式。这是最简单的气候模式,从能量平衡方程出发研究不同物理因子如 CO2、反照率等的作用。

(2)辐射对流模式。考虑一维的温度垂直分布,常作为更复杂的模式的一部分,主要研究不同辐射过程的相互作用。

(3)统计动力模式。考虑纬圈平均,对大型涡旋输送参数化,用来研究不同物理因子如CO2、太阳常数等的作用。

(4)大气环流模式。一般有谱模式与格点模式两种,前者的计算量只是后者的三分之一,因此目前被广泛采用。用大气环流模式可以详细研究不同物理因子如海温、CO2、太阳常数、陆面反照率等的作用。四种模式中以大气环流模式最为完善,然而也最不经济,用亿次电子计算机进行一次试验往往要计算几天。因此简单模式现在也有重要意义。

研究成果

通过目前的气候模式,人们取得了不少成果,例如了解到太阳常数变化1%时,地球表面大气的温度可能改变1.5℃左右;大气中CO2的含量如果增加一倍(按体积计达到百万分之600),全球平均气温可能上升2-3℃,其中极区可上升6一7℃;又如火山活动可能因平流层气溶胶增加而使地面气温下降0.5℃;同时对海温异常可能对大气环流及气候异常产生的影响,如厄尔尼诺的影响等有了很多了解。甚至还有人对冰期气候进行了模拟。但是目前的气候模式主要用来研究不同物理因子的作用,还不能同时考虑这些物理因子变化的原因,这是因为现在的模式都是大气与下垫面非同时的耦合模式。