使用柱气候模型对1997年11月SHEBA期间的云和辐射进行建模

已开发出北极区域气候系统模型（ARCSYM）的柱状版本，用于测试北极的广义环流模型参数化。ARCSYM柱状模型在11月的23天内用于模拟多年度冰漂的条件，该冰漂是《北极表面热预算（SHEBA）》项目进行密集观测的地点。温度、湿度和风的大尺度趋势是根据来自欧洲中期天气预报中心的特殊柱数据集获得的值进行指定的。ARCSYM柱状模拟与SHEBA数据的比较显示，模型的温度剖面在高层过冷，而在边界层通常过热。低云的出现被严重低估，而高云的比例则被高估。模型的表面长波辐射冷却量是观察到值的1.5–3倍。这个偏差主要与对清空天气辐射传输的处理及模拟的云光学性质的问题有关。同时，模型在表面向下的显热通量幅度过大。这在一定程度上与在强静态稳定条件下将最低模型层温度缩放至其表面空气值的方法有关。在敏感性研究中，正确处理极冷清空状态下的长波辐射传输的重要性显而易见。假设在255 K以上的温度下为液态云过程及性质，达到了最佳的云属性模拟。该温度明显低于许多气候模型中使用的温度。模拟中超冷云的出现显著减少了表面的长波冷却，因为云的光学深度和覆盖比例增加。从耦合海冰-大气模拟获得的结果表明，当系统被耦合时，大气参数化的改进得到了增强。