地球-大气-海洋系统熵收支的估算.pdfVIP

$(3 第 卷 第 期 年 月 ! # $%% # !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 地球 大气 海洋系统熵收支的估算! ! ! 甘子钧 严幼芳 齐义泉 中国科学院南海海洋研究所!# 实验室，广州$%’% 摘要 地球 大气 海洋系统的能量收支遵循热力学第一定律（能量守恒定律），是守恒的；而系统 ) ) 的熵收支却遵循热力学第二定律（熵增加原理），是不守恒的 文中给出并讨论了地球 大气 海洋系 ) ) 统的熵平衡方程并根据新近的全球多年平均的能量收支和海气界面通量气候资料，重新对地球、 ) 大气和海洋系统界面上的年平均熵收支作出估计，以期为进一步研究系统内部不可逆过程导致的 熵产生及其局域熵的时)空变化提供一个定量依据 关键词 地球 大气 海洋系统 能量 熵收支 ! ! 地球 大气 海洋系统是由大气、海洋和陆地组 消耗过程等，均受热力学第二定律（熵增加原理）的 ) ) 成的相互作用和相互依存的整体 外界能量和（或） 制约 物质的不断输送以及系统内部各组分之间的相互作 以往有一些关于地球大气 海洋系统熵收支和 ) ) ［ ］ 用，使系统呈现出众多在宏观时)空尺度上有序的现 熵变化的研究工作 % @ , ，但其中关注的主要是大气 象和过程 从热力学的观点来看，这是一个远离平 系统，对海洋系统或海洋 大气（联合）系统几乎没有 ) 衡态的开放系统，其工作介质主要是大气和海水这 涉及 本文拟着重对包括海洋系统在内的地球 大 ) 两种处于非平衡热力学)动力学状态的地球物理流 气 海洋系统的熵收支作出新的估计，以期为系统内 ) 体，而控制这个系统的基本过程则是入射太阳短波 部宏观的热力 动力学时 空有序结构的形成和演变 ) ) 辐射的加热和射出地球长波辐射的冷却；这种加热 提供较确切的“量化”依据 和冷却及其时空差异所导致的“负熵流”乃是全球 大气和海洋系