兼顾清晰度与准确性：面向理想化气候建模的简单光谱长波辐射方案

对辐射传递进行参数化意味着在物理准确性与概念清晰度之间权衡。然而，目前可用的方案处于这一光谱的两个极端：correlated-k 方案快速且准确，但依赖于查找表，这掩盖了底层物理学并使此类方案难以修改；而灰体辐射方案在概念上直观，但会在大气环流中引入显著偏差。在此，我们引入了一种用于晴空长波辐射传递的简单光谱模型（Simple Spectral Model, SSM），它弥合了这一“清晰度-准确性”差距。SSM 通过在参考条件下使用解析拟合来表示 H$_{2}$O 和 CO$_{2}$ 吸收的光谱结构，然后使用简单的函数形式将这些拟合扩展到不同的大气条件。这与一个简单的双流求解器相结合，产生了一个包含六个方程和十个具有物理意义参数的系统，可以在给定温度和湿度的大气廓线时求解晴空长波通量。在理想化水行星 GCM 中实现时，SSM 产生的纬向平均气候状态准确模拟了使用基准 correlated-k 代码的结果。SSM 还减轻了与使用灰体辐射相关的显著纬向平均气候偏差，包括在控制气候和响应均匀变暖时，对辐射冷却廓线、对流层顶结构、急流动力学和哈德里环流的表征有所改进。这项工作表明，即使是大气吸收的简单光谱表示也足以捕捉长波辐射传递的基本物理学，SSM 有望成为理想化气候建模和课堂辐射传递教学的宝贵工具。