当前和末次盛冰期气候作为最大熵产生状态
大气与海洋物理
2015-05-27 v1
摘要
地球，如同其他拥有相对厚大气层的行星，并非处于局域辐射平衡状态，而地球物理流体（大气和海洋）的能量输运在决定其气候中起着根本作用。几十年前，利用简单的能量平衡模型，有人提出经向能量通量可能遵循热力学最大熵产生（MEP）原理。在本研究中，我们在一个仅基于稳健辐射方案和MEP原理、无额外假设的最小气候模型框架内评估了MEP假说。具体而言，我们表明，通过选择一种适当的辐射交换公式——净交换公式，可以对所有物理参数进行严格推导。MEP原理也被扩展到地表能量通量，而不仅仅是经向能量通量。这里提出的气候模型运行极快，需要很少的经验数据，并且不依赖于特定的参数化。我们通过将其在工业化前气候和末次盛冰期气候下的表现与IPSL耦合大气-海洋环流模式IPSL_CM4的相应模拟进行比较，研究了其适用范围，发现两者具有合理的一致性。除了这一结果对气候建模的实际意义外，它还支持了这样一种观点，即在某种程度上，气候可以用宏观特征来表征，而无需计算其背后的微观尺度动力学。
引用
@article{arxiv.1101.3173,
title = {Present and Last Glacial Maximum climates as states of maximum entropy production},
author = {Corentin Herbert and Didier Paillard and Masa Kageyama and Berengere Dubrulle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.3173},
year = {2015}
}
备注
Submitted to the Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society