Новые возможности для моделирования океана и климата
В своих модельных симуляциях исследователям климата всегда приходится идти на компромиссы. Даже с помощью самых мощных в мире компьютеров они могут лишь ограниченно воспроизводить реальный мир. В зависимости от задачи приходится упрощать как пространственное разрешение, так и физические процессы в модели. Если эксперименты на периоды от месяцев до нескольких лет ещё можно проводить с высоким разрешением, то расчёты на столетия и тысячелетия выполняются лишь с грубым разрешением. Раньше модели создавались под конкретные цели. Теперь GEOMAR (Гельмгольц-центр исследования океана в Киле) представил гибкий модельный конструктор FOCI (Flexible Ocean and Climate Infrastructure). Он основан на модели системы Земли Института метеорологии Макса Планка в Гамбурге и модифицирован с помощью океанической модели NEMO для более точного представления мелкомасштабных процессов в океане.
«В FOCI мы объединили десятилетия экспертизы GEOMAR в области моделирования океана и климата. Новая система позволяет исследовать новые вопросы, такие как влияние озоновой дыры в стратосфере на циркуляцию в Южном океане или воздействие Гольфстрима на атмосферные процессы», — объясняет профессор, д-р Катя Маттес из отдела морских метеорологических исследований GEOMAR.
Результаты, опубликованные в международном журнале Geoscience Model Development, оказались многообещающими. «Особенно наш опыт в работе с океанической моделью на региональном уровне с очень высоким разрешением значительно улучшает результаты и уменьшает, например, распространённые ошибки моделей, такие как отклонения температуры поверхности моря в системе Гольфстрима», — говорит профессор, д-р Арне Биасток, руководитель отдела исследований динамики океана GEOMAR. FOCI также позволяет использовать конфигурации, ранее невозможные при пространственном разрешении в океане до одного километра.
Проведённые базовые эксперименты включают контрольный прогон на 1500 лет с доиндустриальными концентрациями парниковых газов и несколько экспериментов, охватывающих период с 1850 года по настоящее время. Система будет дорабатываться и использоваться для изучения как естественных климатических колебаний, так и антропогенного изменения климата. «С нашей точки зрения, FOCI — идеальная система для GEOMAR, позволяющая моделировать мелкомасштабные процессы в океане, взаимодействие между стратосферой и тропосферой, а также биогеохимические процессы», — заключает профессор Маттес.