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Thermodynamic efficiencies of an idealized global climate model

机译：理想的全球气候模型的热力学效率

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摘要

We employ the heat engine framework to derive a simple method for assessing the strength of irreversible processes in global climate models (GCMs). Using the explicit energy budget of an idealized GCM, we show that the thermodynamic efficiencies based on the net heating rate and frictional work rate provides a measure of physical and numerical irreversibilities present in either open (e.g., the Hadley circulation) or closed (e.g., the general circulation) circulations. In addition, we show that the Carnot efficiency is useful for assessing the maximum possible efficiency attained by closed circulations. Comparison of the work-based efficiency with that based on the net heating rate and the Carnot efficiency provides a gauge of how close to reversible and ideal the circulations are. A series of experiments with the idealized GCM demonstrate the usefulness of our method and show the sensitivity of an essentially reversible model to changes in physical and numerical parameters such as rotation period and resolution.
机译：我们采用热机框架来推导一种简单的方法来评估全球气候模型（GCM）中不可逆过程的强度。使用理想GCM的显式能量预算，我们表明，基于净加热速率和摩擦功速率的热力学效率提供了对物理和数值不可逆性的一种度量，这些形式存在于开放（例如Hadley循环）或封闭（例如，一般循环）循环。此外，我们证明了卡诺效率可用于评估封闭循环所能达到的最大效率。将基于工作的效率与基于净加热速率和卡诺效率的效率进行比较，可以衡量循环的可逆性和理想程度。使用理想化GCM进行的一系列实验证明了我们方法的有效性，并表明了本质上可逆的模型对物理和数值参数（例如旋转周期和分辨率）变化的敏感性。

著录项

  • 来源
    《Climate dynamics》 |2005年第8期|p.801-813|共13页
  • 作者

    David K. Adams; Nilton O. Renno;

  • 作者单位

    Scripps Institution of Oceanography Center for Atmospheric Sciences, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, Mail Code 0221, La Jolla, CA 92093-0221, USA;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 大气科学（气象学）;
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