Метод заполняет пробелы в понимании муссонов
Сокращение количества муссонных осадков — серьёзная проблема для миллионов жителей Восточной Азии, зависящих от этих штормов в своём годовом водоснабжении. Учёные из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) выявили факторы, которые с наибольшей вероятностью оказывают наибольшее влияние на изменения муссонов. Для этого они использовали метод моделирования под названием «количественная оценка неопределённости» (uncertainty quantification, UQ). С его помощью было установлено, что соединения серы от сжигания ископаемого топлива, сажа и частицы пыли оказывают очень разное влияние на муссонный климат, и не всегда линейное.
«Наша команда использовала технику UQ, которая систематически собирает и анализирует реакцию модели на наиболее неопределённые факторы, связанные с облаками, аэрозольными частицами и их взаимодействием», — пояснил доктор Юнь Цянь, специалист по атмосферным наукам и климатическому моделированию в PNNL. — «Заполняя пробелы в данных, наш подход позволил нам определить частицы, оказывающие наиболее значительное влияние на восточноазиатский муссон».
В исследовании использовалась система UQ, которая интегрировала метод выборки и суррогатную модель для анализа чувствительности климата Восточной Азии к эффектам аэрозолей. Было проведено 256 ансамблевых симуляций в модели Community Atmosphere Model v5 для анализа отклика на неопределённость параметров, связанных с микрофизикой облаков, силой выбросов аэрозольных частиц и их взаимодействием с облаками. Фокус был на трёх наиболее распространённых и важных для региона типах аэрозолей: сульфатных частицах, саже (чёрном угле) и минеральной пыли.
Это моделирование учитывало так называемый «быстрый» отклик на эффекты аэрозолей. Полный же диапазон их воздействия требует учёта в моделях, связывающих атмосферу и океан, что пока вычислительно сложно для исследований, требующих большого числа симуляций. Данное исследование также рассматривало только один тип облаков — слоистые (stratus). Облака, формирующие штормы (конвективные), будут включены в будущие работы.