Исследователи фиксируют экстремальные волны с помощью моделирования более высокого разрешения

Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли Министерства энергетики США (Berkeley Lab) смогли зафиксировать формирование тропических циклонов (ураганов и тайфунов) и вызываемых ими экстремальных волн, используя десятилетия глобальных климатических данных с пространственным разрешением около 25 км². Те же модели, работавшие с разрешением около 100 км, пропускали тропические циклоны и огромные волны высотой до 30 метров.

Результаты, опубликованные 16 февраля в журнале Geophysical Research Letters, демонстрируют важность использования климатических моделей с высоким разрешением. Более точные прогнозы частоты экстремальных волн имеют значение для прибрежных городов, военных и отраслей, зависящих от судоходства и морских нефтяных платформ. «Большинство существующих моделей для изучения глобального климата работают с разрешением, недостаточным для прогнозирования тропических циклонов. Наши симуляции — первые долгосрочные глобальные наборы данных с разрешением 25 километров», — отметил ведущий автор исследования Бен Тиммерманс.

Модели с разрешением 100-200 км хорошо фиксируют крупные внетропические штормы, но тропические циклоны имеют меньшую площадь и более компактный глаз, поэтому ключевые детали упускаются. «Переход к набору данных с разрешением 25 километров требует в 64 раза больше вычислительных ресурсов», — пояснил соавтор Дейт Стоун. Исследование опиралось на мощности Национального центра научных вычислений для энергетических исследований (NERSC).

Запустив климатическую модель Community Atmosphere Model версии 5 (CAM5) с данными, собранными с интервалом в три часа, ученые обнаружили, что симуляции высокого разрешения включали тропические циклоны, а низкого — нет. Последующее глобальное моделирование волн показало, что экстремальные волны появляются только в модели с высоким разрешением. «Мы показали важность использования набора данных высокого разрешения для воспроизведения ураганов», — сказал Стоун.

Предварительный взгляд на возможные условия в конце XXI века показал, что самые большие волны у Гавайев в значительно более теплом будущем мире могут стать существенно крупнее. Данные этого исследования будут находиться в свободном доступе для научного сообщества.