文献精读：用云辐射强迫的变化量化云反馈合理吗？

sing_however

于 2025-06-04 23:08:27 发布

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Soden et al., 2004

题目：On the Use of Cloud Forcing to Estimate Cloud Feedback

1.部分辐射扰动方法（Wetherald and Manabe）

利用离线辐射传输计算来计算个别变量扰动对大气顶辐射的影响，该扰动仅由两种气候状态之间云特性的变化引起。
由云变化引起的辐射的变化很明确，我们可以直接计算云反馈。
$△CRE=R(T,C′,r,αs)−R(T,C,r,αs)\triangle CRE=R(T, C^ ′,r, α_s )−R( T, C, r, α_s )$
其中 $C′=C+△CC^′=C+\triangle C$ 表示扰动气候中云属性的变化

2.海面温度扰动法（Cess）

计算两种海温实验下的 $△CRF\triangle CRF$ （云辐射强迫，即有云时—晴空时的大气顶辐射通量）。
很大一部分可能来自云对晴空反馈的影响，云层掩盖了非云反馈（例如温度、水汽和地表反照率）。（colman）

$△CRF=[R(T′,C′,r′,αs′)−R(T′,0,r′,αs′)]−[R(T,C,r,αs)−R(T,0,r,αs)]\triangle CRF=[R(T^′,C^′ ,r^′, α_s^′ )−R( T^′, 0, r^′, α_s^′ )]-[R(T,C ,r, α_s )−R( T, 0, r, α_s )]$

$△C=0\triangle C=0$ 时， $△CRE\triangle CRE$ 是为0的，但是：

$△CRF=[R(T′,C,r′,αs′)−R(T′,0,r′,αs′)]−[R(T,C,r,αs)−R(T,0,r,αs)]=[R(T′,C,r′,αs′)−R(T,C,r,αs)]−[R(T′,0,r′,αs′)−R(T,0,r,αs)]\triangle CRF=[R(T^′,C ,r^′, α_s^′ )−R( T^′, 0, r^′, α_s^′ )]-[R(T,C ,r, α_s )−R( T, 0, r, α_s )]=[R(T^′,C ,r^′, α_s^′ )−R(T,C ,r, α_s )]-[R( T^′, 0, r^′, α_s^′ )−R( T, 0, r, α_s )]$

即有云时的 两种状态下非云反馈对辐射影响 减去无云时 两种状态下非云反馈辐射的影响。

这一项就代表了云遮蔽C对非云反馈的影响，令晴空反馈被高估，导致基于 $△CRF\triangle CRF$ 的云反馈被低估。

3.注意

所以我们在计算CRE（仅仅由云带来的辐射效应）的时候，是不包括非云反馈的影响的。

假设我们评估CMIP5模式与CMIP6模式历史实验中的CRE，也就是一个状态为CMIP5，一个状态为CMIP6的时候，CMIP6相比于CMIP5的偏差：
$△CRE=（1−αobs）△(S↓−S↓,clr)−△(F↑−F↑,clr)\triangle CRE=（1-\alpha_{obs}）\triangle (S^\downarrow-S^{\downarrow,clr})-\triangle (F^\uparrow-F^{\uparrow,clr})$