基本介紹
- 中文名：能量平衡模式
- 外文名：energy balance model
- 屬於：數值模式
- 類型：簡化方程組
- 不足之處：缺乏氣候演變過程的描述
- 簡寫：EBM
釋義,分析,零維能量平衡模式,一維能量平衡模式,二維能量平衡模式,
釋義
能量平衡模式是數值模式的一種，對長時間平均而言，地氣系統射出的長波輻射大體與它所吸收的短波輻射相當，也就是說地氣系統處於輻射收支平衡的穩定狀態。以在大氣和下墊面（陸地、海面）上都達到能量平衡狀態作為約束條件而建立起來的簡化方程組。能量平衡模式有零維能量平衡模式，一維能量平衡模式，二維能量平衡模式等。
分析
零維能量平衡模式
所謂零維模式就是將氣候變數沿經度、緯度和高度三個方向迸行平均，將地球縮成個點，只用一個平均值來表示全球氣候，零維氣候系統的基本方程為：
其中方程的左端項反映了地-氣系統的能量貯存， C 是地-氣系統的有效熱容量，簡稱熱
寫字鼓，般取為：
寫字鼓，般取為：
其巾Cp為大氣的熱容量， Ma 為全球平均的大氣質量， Cs為下占在麗的熱容量， 
為下墊面的銜度， hs 是地氣系統下界的深度；方程的右端項反映了淨輻射收支，其中
為入射的太陽知波輻射， 一般寫為： 
這裡Q= 340W / m2，為太陽常數的1 / 4， α 為反照率。
為淨向外長波輻射，根據Stcfan - Boltzman 定律可以寫為 
σ= 0.56687 X 1O-7W / m2 K4為Stefa n - Bo1tzman 常數。ε 為有效放射率， 一般寫為：
如果把地氣系統看成是黑體，即ε= 1 . 則全球平均的輻射平衡溫度Te為
若取α= 0.3，則可得Te= 254.6K，這個溫度要比觀測到的地表平均溫度低32.8K。
一維能量平衡模式
溫度是緯度和時間的函式，即
二維能量平衡模式
引人水平二維位置矢量，即考慮變數在經向和緯向的分布，則有: 另一類二維模式是：
考慮經向和垂直方向的分布，相當於一維模式與輻射對流模式的合成。還有一類EBM ，即所謂的盒式EBM ( Box-EBM) 。這種模式既有簡單的垂直分層，又把海洋和陸地分開來考慮，這樣就可以突出海陸在熱容量等方面的差異的影響。在Box-EBM 中一般把整個大氣作為一層，陸面和海洋混合層為一層，海洋中間層和深海為另外兩層。和其他EBM 模式相比， Box-EBM 強調的是探梅內部的熱量過程以及不同深度層上的能量交換。模式描述的典型過程是向上的熱通量的上翻作用和向下的熱通量的擴散作用。同時，模式還區分開了海詳混合層、海洋中間層和深海間熱量交換過程的差異。所以， 和以大氣為主的其他EBM 模式相比， Box-EBM 在長時間尺度的氣候變化的研究中更顯優勢。
特點：
能量平衡模式之所以在得成功不僅在於它簡單，能由模式方程的解析解了解氣候系統的基本性狀，而且還在於可以用它研究參數化技術和氣候對各種相互作用過程的敏感性。
下表是各種EBM 的主要特徵的比較。
