Повышение разрешения в моделях океана: стоит ли оно того?

Реалистичное моделирование океана требует значительных вычислительных мощностей, особенно при увеличении разрешения от десятков километров до одного километра. Эти модели используются для краткосрочных и сезонных прогнозов погоды, а также в долгосрочных климатических симуляциях, которые применяются для принятия решений. Учёные из Центра исследований прогнозирования океана и атмосферы Университета штата Флорида Эрик П. Шассине и Сюй Сяобяо задались вопросом об оптимальном балансе между детализацией модели и затратами ресурсов в обзорном исследовании, опубликованном 31 июля в журнале Advances in Atmospheric Sciences.

Исследование показывает, что повышение разрешения с ~100 км до ~10 км позволяет моделировать мезомасштабные вихри в океане, подобные атмосферным штормам. Однако для точного воспроизведения циркуляции, например Гольфстрима, необходимо разрешение около одного километра, которое захватывает субмезомасштабные процессы. «Мы утверждаем, что разрешение субмезомасштабных особенностей является столь же значительным сдвигом режима, как и разрешение мезомасштабных вихрей», — заявил Шассине.

Повышение детализации критически важно для улучшения климатических прогнозов, но имеет высокую цену: увеличение разрешения вдвое требует в 10 раз больше вычислительной мощности. По словам учёных, следующий шаг — создание глобальных моделей океана с разрешением на субмезомасштабном уровне для полной оценки их влияния в климатических моделях, что потребует тесного сотрудничества с компьютерными специалистами.