エネルギーバランスモデルを用いた
全球凍結状態の記述

タイトル

全球凍結現象の歴史 原生代の後期に地球は氷漬けに. エネルギーバランスモデルによる議論 三次元モデルにおける議論

0 次元モデルによる多重平衡解 0次元モデル: (1-A)F=σT4 太陽放射による加熱と惑星放射が釣り合うモデル

一次元モデルの定式化 入射量の南北分布も考えるエネルギーバランスモデル 地表面温度: Ts を求める. 太陽からの入射: S は緯度変化する 長波放射は温度の線型関数: a+bTs 「多分テイラー展開して線型近似じゃないですか?」byはしもと 南北熱輸送は: γ(T-Ts) 平均温度は毎ステップごとに計算しなおす

Budyko モデルの結果 現在の地球の条件で計算すると、平衡解は3つ（ひとつは不安定） 太陽定数が低いと平衡解として全球凍結しか存在しない.

Budyko モデルの問題点 長波放射に射出限界が無い.

エネルギーバランスモデルについて再考察 放射の部分はちゃんと解きましょう, ということ. 放射として灰色大気 入射太陽放射は地球の年平均 拡散係数は GCM にあうように決める 南北熱輸送は Budyko 型と拡散型の二つの場合について.

EBM 再考察の結果(1) 南北熱輸送がBudyko モデルのままの場合 赤丸(暴走温室状態)は太陽定数の低いところまで伸びている. 現在の地球から, 一度全球凍結へ行くと… 全球凍結から脱却するには太陽定数を 1800 ぐらいまで上げなきゃダメ すると暴走温室状態へ飛ぶ 結果として, Budyko モデルは全球凍結と暴走温室を繰り返す.

EBM 再考察の結果(1)南北熱輸送が拡散型モデルの場合 氷境界緯度の分岐はあまり変化が無い. Budyko 型と同様 地表面温度の分布を見ると, 分岐がちょっと変!?

灰色大気 EBM における解のつながり 左上、左下のパネルは、平衡解だけが描かれている 赤点は右のパネルと左のパネルで意味が違うことに注意

二種類の氷無し平衡解 左: 計算に使った惑星放射 右: 太陽定数と氷線緯度 山があるので、その近傍で2重解を持つ

まとめ: EBM の結果では長波放射の与え方にあまり依存しない. 暴走温室状態には結構小さい太陽定数でも発生する.

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