Исследовательская группа проводит симуляции, способные с беспрецедентной точностью описать климат Южной Америки

Консорциум, состоящий из исследователей более чем десяти стран, включая Бразилию, США и ряд европейских государств, проводит симуляции прошлого и будущего климата Южной Америки с беспрецедентным разрешением. Цель — создать компьютерную визуализационную модель, точнее отражающую гидроклиматические процессы региона, чтобы помочь лицам, принимающим решения, внедрить более эффективные меры по адаптации к последствиям изменения климата.

Как отметила координатор проекта Франсина Домингес, климат Южной Америки меняется: зафиксировано усиление засух в южной Амазонии, регионе Серрадо, на севере Бразилии и в Чили. Это влияет на урожайность, водоснабжение водохранилищ, выработку гидроэлектроэнергии и жизнь десятков миллионов людей в крупных мегаполисах. Андские ледники, важный источник воды, потеряли 30% площади в тропиках и до 60% в южных Андах — самые высокие темпы потери массы ледников в мире. При этом на юго-востоке континента с начала XX века наблюдается рост годовых осадков и усиление экстремальных ливней.

Будущие климатические проекции основаны на глобальных климатических моделях (GCMs), которые, несмотря на улучшения, не способны корректно уловить детали гидроклимата Южной Америки из-за грубого пространственного разрешения (порядка десятков километров). Они не могут правильно представить процессы, происходящие в меньших масштабах и в горных регионах, такие как орографические осадки или снегопады на ледниках, а также реалистично смоделировать циклоны, низкоуровневые струйные течения и штормы от организованных конвективных систем.

На основе этого вывода консорциум South America Affinity Group провёл две компьютерные симуляции по модели исследования и прогнозирования погоды (WRF) с рекордно высоким разрешением и шагом сетки 4 км, представляющие исторический и будущий климат континента. Историческая симуляция нужна для валидации модели и детального понимания гидроклиматических характеристик, а будущая — для оценки вероятных изменений в условиях более тёплого климата.

Кельвин Дрогегмайер, профессор атмосферных наук, отметил, что современные модели системы Земли достигают лишь 2–3% от максимальной мощности экзафлопсных суперкомпьютеров и имеют проблемы с разрешением и физикой. Для развития вычислительных возможностей Университет Иллинойса проведёт в конце сентября — начале октября международную встречу с целью разработки вычислительной системы для передовой науки о системе Земли в климатическом моделировании. Также разрабатывается план создания национального центра прогнозирования экстремальных событий, вызванных изменением климата.