沉降流

沉降流指 地球的岩石圈中对流的沉隐没带所在的地区。隐没带存在于聚合板块边缘。海洋板块扩张到大陆板块边缘，因为海洋板块较重，会沉入大陆板块之下，形成聚合板块 边缘。地球的岩石圈、海洋板块、沉积层以及被困住的水份就是经由隐没带回收到地函深处的。目前地球是唯一已知有隐没带的行星，金星与火星都没有隐没带。但 是根据1999年火星环球探勘者号对火星磁场的观察发现，火星早期可能有板块活动，但尚未得到确认。没有隐没作用，地球也不会是现在的样子。没有隐没带， 地壳不会分化出大陆与海洋，所有的固体地球也都会被一个全球性的大海洋所。

欧洲温 度误差(主要)来自欧洲中南部的近地面温度误差.在这一地区存在系统的冬季1～3℃的冷偏差和夏季约1～2℃的正偏差.两种偏差都和云-辐射相互作用问题 有关.冬季冷偏差是对沉降流长波辐射低估的直接结果,而夏季偏差看来与沉降流表面太阳辐射中的正偏差有关.这些问题将在下一节中讨论.在北欧地区只有小的 冬季冷偏差,但在每模拟的冬季里,这并非是系统的特征。

1988～1993年德国4个站的沉降流长波辐射.观测数据来自基准地面辐射网观测.模 拟结果是BSRN站所在模型格点的平均值.冬季沉降流长波辐射是地表能量平衡的主要组成部分.每个冬季在RCA2模拟的沉降流长低了10～20W/m2 (应该注意长波辐射观测的绝对准确性约在5～15W/m2,但我们确信模型中一致的负偏差是实在的结果).正是这一低估是RCA2在该区域冬季冷偏差的主 要原因.准确地模拟沉降流长波辐射是一个苛求的任务.沉降流长波辐射对晴空气体辐射和云的辐射都十分敏感,随大气或云底温度和辐射物(尤其是水汽和云中液 水)的密度的增加而增加.目前GCM的辐射计算很多都表现出在沉降流表面辐射上的负偏差,即使是指定的晴空条件下的独立运算亦是如此.当观测到的长波辐射

量 减少时(例如,因为大气更冷和更干,当前的RCA2/HIRLAM辐射方案得到更大的负偏差(表示为观测的绝对沉降流辐射的一部分).在非常冷的情况下, 这种负偏差能够达到25W/m2 .这种偏差存在于多种辐射方案之中.我们认为RCA2负偏差的部分原因直接和晴空辐射方案的不准确有关.这就促使我们试验新的长波辐射处理方案,该处理方 法已经显示了增加的晴空和干燥时长波辐射沉降放射.增加主要是因为对水汽连续放射更为详尽的处理和包括了痕量气体和气溶胶的结果.

云在大气沉 降流长波辐射中也起关键作用.云以云底的温度放射长波辐射,相对的放射率随水汽/冰含量的增加而增加,液态水滴的放射率大于冰晶.在冬季,当大气冷和相对 干燥时,云层的存在能够引起高强度的大气沉降流辐射极快速增加(尤其当云包含水汽时更是如此).我们在图5中看到的部分沉降流长波辐射偏差,是云量估计偏 低,模拟的云所含水/冰太少和对云在长波辐射方面的处理等几个原因共同造成的.我们将在下一节对此进行解释,给出目前模型中云和降水的表示.我们还注意到 图6中夏季沉降流长波辐射的小的负偏差,这也表明低估了云和/或云的放射率(例如,水汽/冰密度太小).这种夏季对