具有动态冰线的 Budyko 能量平衡气候模型中的扩散热传输
动力系统
2016-07-27 v1 大气与海洋物理
摘要
M. Budyko 和 W. Sellers 于 1969 年独立地引入了开创性的能量平衡气候模型，各自旨在研究冰反照率正反馈在气候动力学中的作用。在本文中，我们将 Budyko 和 Sellers 模型中使用的向均值弛豫的水平热传输机制替换为扩散热传输。我们将所得的表面温度方程与 E. Widiasih 最近提出的冰盖边缘（称为冰线）运动方程相耦合。我们将谱方法应用于温度-冰线系统，并考虑有限逼近。我们证明，在一定的参数值范围内，存在一个具有小冰冠的稳定平衡解和一个具有大冰冠的不稳定平衡解。然而，如果扩散传输过于高效，小冰冠将消失，无冰地球将成为极限状态。此外，我们分析了耦合扩散方程的一种变体，该变体适合作为新元古代广泛冰川事件的模型。尽管由于切换边界的存在，模型方程不再光滑，但我们证明存在一个唯一的稳定平衡解，其冰线位于热带纬度，这一气候事件被称为 Jormungand 或水带状态。由于本文引入的系统包含具有不同时间尺度的变量，分析中使用的主要工具是几何奇异摄动理论。
引用
@article{arxiv.1607.07769,
title = {Diffusive Heat Transport in Budyko's Energy Balance Climate Model with a Dynamic Ice Line},
author = {James Walsh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.07769},
year = {2016}
}