E. 平衡状態の大気構造

a. 全球平均量

以下では, 平衡状態が得られた場合について太陽定数によって 大気の熱力学的状態と循環場がどのように変化するのかを 見ていくことにする.

まずは, 種々の物理量の全球平均値の太陽定数による変化を まとめておく(表1). 表に示した値は, いずれも太陽定数が増大するに従い増加している. 運動エネルギー:KE, 乾燥静的エネルギー:SE, 潜熱エネルギーエネルギー: LE の増加傾向を見てみると, 特に LE の増大が顕著である. 実験 S1380 から実験 S1570 への変化を見ると, KE, SE は高々 1.2 倍 しか増加しないが, LE は 4.3 倍増加している. これは, 太陽定数が増大するに従い水蒸気量が急激に増大することを意 味している. 水蒸気量の増加により, 大気全量も増加する. これは表面気圧 の変化に現れている. 水蒸気量が増えるため光学的にも厚くなり表面温度も増加する. また, 大気中の水蒸気量だけでなく, 水循環も活発になり, 太陽定数が増大するに従い, 降水量も増加することがわかる.

表 1 : 平衡状態における物理量の全球平均値. いずれの値も 950 日から 1000 日の時間平均値である. は表面気圧, は地表面温度, τ は全光学的厚さ, P は降水量, KE は運動エネル ギー, SE は乾燥静的エネルギー, LE は潜熱エネルギーである.

E.a. 全球平均量