Простое и эффективное моделирование Земной системы

Команда исследователей под руководством Объединенной программы MIT по науке и политике глобальных изменений разработала стратегию, позволяющую использовать упрощенные химические механизмы в атмосферных симуляциях. Эти упрощенные механизмы дают результаты, сопоставимые с результатами более сложных механизмов для большинства регионов и временных периодов.

Внедрение этой стратегии в трехмерные модели Земной системы позволит ученым и лицам, принимающим решения, проводить недорогие и быстрые симуляции атмосферной химии, охватывающие длительные периоды времени в широком диапазоне сценариев. Это может улучшить понимание атмосферной химии и предоставить мощный инструмент для оценки рисков, связанных с продовольствием, водой, энергией и другими критически важными природными ресурсами.

В исследовании, опубликованном в журнале EGU Geoscientific Model Development, команда провела три 25-летних моделирования химии тропосферного озона с механизмами разной сложности в рамках системы CESM CAM-chem. «Наиболее упрощенный механизм, который мы тестировали, под названием Super-Fast, работал в три раза быстрее самого сложного (MOZART-4), при этом в основном давая те же результаты», — говорит ведущий автор Бенджамин Браун-Штайнер. Это открывает возможность для моделирования, например, на протяжении всего XXI века.

Исследователи также показали, что одновременное использование механизмов разной сложности может углубить понимание атмосферной химии. «Наше исследование показывает, что более сложные модели не всегда более полезны для принятия решений», — отмечает соавтор Ноэль Селин. Включение упрощенных механизмов в 3D-модели позволит выполнять масштабные ансамблевые расчеты радиационного воздействия в разумные сроки.