两种对流参数化方案对辐射能量收支的影响研究

利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室的格点大气环流模式（gamil）1.0版设计了两组数值模拟实验来研究两种不同的对流参数化方案对辐射能量收支的影响。这两种对流参数化方案分别是：zhangandmcfarlance/hack方案(简称zm)和tiedtke/nordeng方案(简称tn)。对应的数值模拟实验分别取名为ex-zm和ex-tn。通过对实验结果的分析表明：在对流过程中，ex-zm允许深对流和浅对流同时发生，因此两种对流同时在模式低层消耗了更多的水汽，释放了更多的潜热，引起了更大的增温；ex-tn每次只允许一种对流发生，也就避免了不同类型的对流在同一层同时消耗水汽的现象。因此对流过后，ex-zm的环境空气相对湿度较小，而ex-tn周围空气的相对湿度较大，有利于低云云量的生成和大尺度的凝结，因此ex-tn模拟的低云云量偏多，低层的云水含量偏高，模式低层的云光学厚度偏大，这就使得ex-tn中更多的太阳短波辐射通量被云反射掉，严重低估了模式对短波波段的辐射通量的模拟。此外，不同的对流参数化方案通过改变云的长波发射率和降水，进而影响了模式对长波波段的辐射通量、感热和潜热通量的模拟。