Μελέτη της διαπερατότητας των νεφών κατά του 21ο αιώνα με χρήση μοντέλων γενικής κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας-Ωκεανού και μοντέλων Χημείας-Κλίματος:
Creators: name: Μυστακίδης, Στέφανος Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Διαπερατότητα των νεφών
Μοντέλα γενικής κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας-Ωκεανού
Μοντέλα Χημείας-Κλίματος
Cloud transmittance
Atmosphere-Ocean general circulation models
Chemistry-Climate models

description: Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η εξέλιξη της διαπερατότητας των νεφών κατά τον 21ο αιώνα χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις της ροής της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος υπό συνθήκες νέφωσης και ανέφελες για το Βόρειο Ημισφαίριο. Χρησιμοποιήθηκαν αποτελέσματα από 11 μαθηματικά Μοντέλα Γενικής Κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας-Ωκεανού τα οποία έχουν χρησιμοποιήθεί στη 4ν Έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Αλλαγή του Κλίματος (βασισμένα στο σενάριο Α1Β). Επιπρόσθετα χρησιμοποιήθηκαν αποτελέσματα από 4 Μοντέλα Χημείας-Κλίματος. Επειδή οι προσομοιώσεις δίνονταν σε διαφορετική ανάλυση έγινε σε όλα τα στοιχεία γραμμική παρεμβολή ώστε όλα τα μοντέλα να έχουν τελικά ανάλυση 2.5ο x 2.5ο. Αρχικά για κάθε μοντέλο υπολογίστηκε ο λόγος (δηλ. η διαπερατότητα των νεφών) της ροής της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος υπό συνθήκες νέφωσης προς τη ροή της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος υπό συνθήκες ανέφελου ουρανού. Στη συνέχεια υπολογίστηκε η μέση τιμή του λόγου τόσο για τα Μοντέλα Γενικής Κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας-Ωκεανού όσο και για τα Μοντέλα Χημείας-Κλίματος. Από τη μέση τιμή των μοντέλων υπολογίστηκε η μέση τιμή και η τυπική απόκλιση της διαπερατότητας των νεφών για τους μήνες Ιανουάριο, Απρίλιο, Ιούλιο και Οκτώβριο για τις περιόδους (2001-2020), (2040-2059) και (2080-2099). Για την περίπτωση των Μοντέλων Χημείας-Κλίματος υπολογίστηκε επιπρόσθετα και η μέση τιμή και η τυπική απόκλιση για την περίοδο (1960-1999). Ακόμη υπολογίστηκαν οι διαφορές μεταξύ των υποπεριόδων και το τεστ σημαντικότητας. Με βάση τα Μοντέλα Γενικής Κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας-Ωκεανού εκτιμάται και για τους τέσσερεις μήνες στατιστικά σημαντική μείωση της διαπερατότητας των νεφών (αύξηση της νέφωσης) στις περισσότερες περιοχές του Ημισφαιρίου βόρεια των 60ο Ν ενώ στατιστικά σημαντική αύξηση της διαπερατότητας των νεφών (μείωση της νέφωσης) εκτιμάται κυρίως σε περιοχές της Κεντρικής Αμερικής και σε περιοχές της Νότιας Ευρώπης και της Μεσογείου Με βάση τα Μοντέλα Χημείας-Κλίματος εκτιμάται μείωση της διαπερατότητας των νεφών (αύξηση της νέφωσης) στις περισσότερες περιοχές του Ημισφαιρίου βόρεια των 60οΝ και σε περιοχές της ΝΑ Ασιας (Μαλαισία) ενώ αύξηση της διαπερατότητας των νεφών εκτιμάται κατά κύριο λόγο σε περιοχές της Νότιας Ευρώπης και της Μεσογείου. Από τη μελέτη των διαφορών μεταξύ των εκτιμήσεων των Μοντέλων Γενικής Κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας-Ωκεανού και των εκτιμήσεων των Μοντέλων Χημείας-Κλίματος φαίνεται πως τα μοντέλα δε διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους σε περιοχές νότια των 40οΝ για όλους τους μήνες ενώ επιπρόσθετα κατά τον Ιούλιο δεν εμφανίζονται σημαντικές διαφορές και στο μεγαλύτερο τμήμα της Ανατολικής Ασίας και στις ανατολικές ακτές των ηπείρων. Οι περιοχές στις οποίες τα μοντέλα διαφέρουν σημαντικά δεν αποτελούν χαρακτηριστικό της εκάστοτε περιόδου αλλά οι διαφορές είναι σταθερές κατά τη διάρκεια του αιώνα. Γενικά οι μεγαλύτερες διαφορές εμφανίζονται σε περιοχές μεγαλύτερων πλατών. Από τη μελέτη της κατανομής της ροής της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος κατά τον 21ο αιώνα προκύπτει πως εκτιμάται μείωση της ακτινοβολίας στις περισσότερες περιοχές του Ημισφαιρίου, σε όλους τους μήνες, με τη μεγαλύτερη μείωση να σημειώνεται σε περιοχές μεγάλων γεωγραφικών πλατών. Αύξηση της ακτινοβολίας εκτιμάται σε περιοχές της Ευρώπης και της Μεσογείου , σε περιοχές της Κεντρικής Αμερικής και της Νοτιοανατολικής Ασίας.
description: In this study was estimated cloud transmittance in the course of 21st century using simulations of total sky and clear sky total shortwave solar irradiance from 11 coupled Atmosphere-Ocean General Circulation Models (AOGCMs) which were used in IPCC’s (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fourth Assessment Report and from 4 Chemistry Climate Models which were produced in the framework of the CCMVal-2 activity of SPARC. Greenhouse gases (GHGs) in the simulations followed the IPCC SRES (Special Report on Emission Scenarios) A1B (medium) scenario and surface halogens were prescribed according to the Ab scenario of WMO.Each model provided simulated monthly mean results on different grids and the results were linearly interpolated to a standard 2.5ο×2.5ο grid and for each model was estimated ratio of total sky to clear sky irradiance (cloud transmittance) . The ensemble average was calculated from the individual AOGCMs and CCMs and for each set was calculated mean cloud transmittance and standard deviation for January, April, July and October for 3 periods of 21st century (2001-2020, 2040-2059, 2080-2099). Concerning CCMs calculations were also made for the period 1960-1999. Also differences between periods of 21st century were calculated and the test of significance.Simulations of AOGCMs suggest that cloud transmittance seems to significantly decrease (cloud cover increase) at high latitudes and significantly increase (cloud cover decrease) in regions of Central America, of Europe and Mediterranean in the third period of 21st century relative to first period. Simulations of CCMs suggest that cloud transmittance seems to significantly decrease (cloud cover increase) at high latitudes and in Malaysia and significantlty increase (cloud cover decrease) in regions of Southern Europe and Mediterranean in the third period of 21st century relative to first period. Differences between AOGCMs and CCMs simulations show that there are insignificant differences between two sets of models in regions southern of 40οN for the four months and in addition for July simulations of AOGCMs and CCMs do not differ significantly in regions of Eastern Asia and at eastern coasts of continents. It seems that regions where models differ significantly are not feature of a period but are localised during whole of 21st century. Also it seems that wide differences between AOGCMs and CCMs simulations are located at high latitudes. Total sky shortwave solar irradiance is expected to decrease during the last period of 21st century relatively to the first period in most of Northern Hemisphere regions especially at high latitudes. Increase in total sky shortwave solar irradiance is estimated in regions of Europe, Mediterranean, Central America and southeastern Asia.