Ученые определили наиболее влиятельные параметры моделирования для воспроизведения облаков

Новое исследование под руководством Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) выявило, какие "настраиваемые" переменные наиболее значимы для описания различных типов облаков в глобальной атмосферной модели. Оказалось, что разные параметры влияют на разные типы облаков. Для стратикумулюсов — низких и комковатых облаков — наиболее важны параметры, фигурирующие в уравнениях потоков воды и тепла. Для мелкокучевых облаков, похожих на ватные шарики, ключевыми являются параметры, связанные с асимметрией (скошенностью) вертикальной скорости атмосферы.

Облака — одни из самых сложных для моделирования атмосферных компонентов, поскольку глобальный климат делится на сетку с ячейками шириной около 100 км. Чтобы уловить мелкомасштабные детали, моделисты используют параметризации. Внутри них множество уравнений и параметров, описывающих характеристики компонентов. Правильный подбор "хорошо настроенных" параметров дает результаты, хорошо согласующиеся с реальным климатом. Исследователи использовали квази-метод Монте-Карло для изучения 35 параметров в новой параметризации облаков CLUBB, чтобы понять, как смоделированные облачные поля реагируют на разные настраиваемые параметры.

Исследование улучшает понимание новой параметризации CLUBB, показывая, что среди множества настраиваемых параметров лишь небольшая часть является влиятельной. Для стратикумулюсов ключевые параметры также чувствительны к используемому разрешению по вертикали. Эти выводы помогают сократить количество настраиваемых параметров в будущих исследованиях чувствительности и калибровки в глобальном моделировании. Результаты показывают, что небольшое подмножество параметров может объяснить большую часть дисперсии в смоделированных облачных полях. Ученые планируют применить тот же аналитический подход для изучения чувствительности глобальных симуляций модели CAM5 к тем же параметрам. Исследование опубликовано в Journal of Advances in Modeling Earth Systems.