En undersøgelse af simple energibalance-modeller

Maj Britt Søborg Frederiksen, Mette Charlotte Køie, Simon Jokum Petersen, Maria Mie Thers, Marcell Elo Petersen & Uffe Bundesen

Studenteropgave: Fagmodulprojekt

Abstrakt

I nærværende projekt har vi arbejdet med matematiske modeller til at beskrive energibalancen i systemet Jorden.
Systemet Jorden beskrives, til at starte med, ved en 0-dimensional model, hvor Jorden betragtes som et sort legeme uden atmosfære og så med atmosfære. Efterfølgende inddrages skydække, og her betragtes Jorden som et gråt legeme og skyerne som et sort legeme. Desuden beskriver vi også systemet Jorden ved en 1-dimensional model, hvor vi både betragter Jorden som et sort legeme, og som et system med atmosfære, og energitransport mellem bælterne.
I arbejdet med den 0-dimensionale model undersøger vi, hvordan modellen responderer på justeringer af udvalgte parametre, fx albedo, emissivitet, transmissivitet og skydække. Resultaterne af dette arbejde stemmer relativt godt overens med faktiske værdier, fx beregner vi en global gennemsnitstemperatur på 255,8K uden atmosfære. Ved at tilføje atmosfære får vi mulighed for at ændre på parameteren emissivitet. Vi finder ud af emissiviteten er 0,76, ved at indsætte temperaturen 288 K i modellen.
Justeres udbredelsen af højt skydække kan vi se en stigning i temperaturen, når albedo og emissivitet fastholdes. Omvendt ser vi en afkøling hvis albedo øges, som følge af udbredelse af lavt skydække.
I arbejdet med den 1-dimensionale model betragtes energibudgettet for hver breddegradszone. Ved at lave plot over den effektive temperatur som funktion af breddegraden, afdækker vi betydningen af energitransporten mellem zonerne.
Det er relevant at se på om modellerne er brugbare i forhold til at vurdere klimaets følsomhed overfor en øget koncentration af drivhusgasser. Ligeledes om de kan bruges til at vurdere betydningen af skyers effekt på Jordens gennemsnitstemperatur.

UddannelserMatematik, (Bachelor/kandidatuddannelse) Bachelor
SprogDansk
Udgivelsesdato27 maj 2019
Antal sider36
VejledereCarsten Lunde Petersen

Emneord

  • Klimabalance-model, emissivitet, trnamissivitet, albedo, 0-dimensinal EBM, 1-dimensional EBM