شبیه‌سازی اثرات تابشی تغییر غلظت مولکول‌های جوّی با اجرای RRTMG

عنوان دوره: بیستمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران
کد مقاله : 1953-NIGS
نویسندگان
1گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران
2عضو هیات علمی
3گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
چکیده
افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای و کاهش غلظت لایه ازون از مهم‌ترین رخدادهایی هستند که بر شارهای تابشی و آهنگ گرمایش جوّ اثر می‌گذارند. هدف از پژوهش حاضر، شبیه‌سازی اثرات تابشی تغییر غلظت مولکول‌های CO2، O3 و H2O بر آهنگ گرمایش در ترازهای مختلف جوّ است. برای این منظور، مدل انتقال تابش سریع به­کار رفته در مدل گردش کلّی (RRTMG) در محدوده طول‌موج کوتاه با کاهش غلظت O3 و در محدوده طول‌موج بلند با افزایش غلظت CO2، O3 و H2O اجرا شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد، کاهش غلظت O3 موجب افزایش شار پایین‌سو و تضعیف گرمایش در ترازهای زیرین پوشن‌سپهر می‌شود. از سوی دیگر، گرمایش ناشی از افزایش گازهای گلخانه‌ای (CO2، O3 و H2O) در وردسپهر زیرین، مشاهده می‌شود. همچنین افزایش CO2 و O3 موجب سرمایش بیشتر در وردسپهر زبرین می­شود. در مجموع تقویت سرمایش متاثر از هر دو رخداد در وردسپهر زبرین و پوشن‌سپهر زیرین مشهود است.
کلیدواژه ها
 
Title
Simulation of the radiative effects of changes in concentration of atmospheric molecules using RRTMG
Authors
Mahshid Kaviani, Farhang Ahmadi-Givi, Alireza Mohebalhojeh
Abstract
Increase in the greenhouse gas (GHG) concentrations and decreasing of the ozone layer concentration are the most important events that affect the atmospheric radiative fluxes and heating (cooling) rates. The goal of this study is to simulate the radiative impacts of changes in O3, CO2 and H2O concentrations on the radiative heating rates at different levels of the atmosphere. To this aim, the rapid radiative transfer model for General Circulation Models, RRTMG, has been implemented in short wavelength (SW) and long wavelength (LW) ranges for decrease in O3 concentrations and increase in CO2, O3 and H2O concentrations, respectively. Results show that decreasing of the O3 concentrations in the SW range increases downward fluxes and weakens atmospheric heating at the lower stratospheric levels. On the other hand, the atmospheric heating due to increase in GHGs (CO2, O3 and H2O) is observed at the lower troposphere. In addition, increase in CO2 and O3 concentrations leads to more cooling at the upper troposphere. Overall, the strengthening of atmospheric cooling due to the both events is evident at the upper troposphere and lower stratosphere.
Keywords
radiative flux, heating rate, radiative transfer, greenhouse gases, Ozone, RRTMG