Bytes for bits: Исследователи разработали новый эффективный модуль для моделирования аэрозолей в климатических моделях

Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) разработали новый вычислительный модуль MAM (Modal Aerosol Module) для реалистичного и эффективного моделирования атмосферных аэрозолей. Модуль был создан для атмосферного компонента глобальной климатической модели CESM1, использовавшейся в Пятом оценочном докладе МГЭИК (IPCC).

Точное воспроизведение влияния аэрозолей — микрочастиц пыли, сажи и химических веществ — является ключевой задачей для климатических прогнозов, поскольку они поглощают или рассеивают солнечную энергию и влияют на образование облаков. Новая разработка позволяет балансировать между реалистичным описанием физико-химических свойств аэрозолей и необходимостью высокой вычислительной эффективности для долгосрочных климатических симуляций.

Исследовательская группа под руководством доктора Сяохун Лю разработала две версии MAM для модели CAM5: полную 7-модовую и упрощенную 3-модовую. Сравнение с данными наблюдений со станций, самолетов и спутников показало, что упрощенная версия успешно достигает цели компактного представления воздействия аэрозолей на климат. По сравнению с предыдущими модулями, MAM лучше воспроизводит распределение аэрозолей по размерам и их смешанное состояние, что критически важно для оценки прямого и косвенного влияния на климат.

Модуль MAM уже внедрен в региональную модель прогноза погоды и исследований атмосферы WRF (Weather Research and Forecasting Model), а также принят в модель GEOS-5 NASA для ассимиляции спутниковых данных и изучения климата и качества воздуха. Дальнейшая работа будет сосредоточена на улучшении представления облаков и аэрозолей в CAM5 в сотрудничестве с учеными из NCAR и Ливерморской национальной лаборатории.