Новый компьютерный алгоритм значительно ускоряет климатические модели и может привести к улучшению прогнозов будущих изменений климата

Ученый из Оксфордского университета представил новый компьютерный алгоритм, который может быть применен к климатическим моделям для резкого сокращения времени их "раскрутки" (spin-up). Этот предварительный этап, необходимый для стабилизации модели до состояния, соответствующего доиндустриальной эпохе, ранее мог занимать до двух лет на суперкомпьютерах. Тестирование на моделях, используемых для отчетов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), показало, что алгоритм работает в среднем в 10 раз быстрее, сокращая время достижения равновесия с нескольких месяцев до менее чем недели.

Этот прорыв имеет критическое значение для прогнозирования климата. Длительное время "раскрутки" ранее ограничивало способность исследователей проводить моделирование с более высоким разрешением и многократные расчеты для оценки неопределенностей. Новый алгоритм позволит эффективнее изучать, как тонкие изменения параметров модели влияют на результат, что крайне важно для оценки надежности сценариев будущих выбросов парниковых газов и, как следствие, для политиков, опирающихся на эти прогнозы.

Алгоритм, разработанный профессором Самаром Хативалой, использует математический метод ускорения последовательностей, известный как ускорение Андерсона. Этот подход, изначально применявшийся в квантовой физике для решения уравнения Шрёдингера, оказался эффективным и для итеративного процесса "раскрутки" климатических моделей. Профессор Хативала отмечает, что метод может быть применен к широкому спектру моделей, изучающих проблемы от окисления океана до потери биоразнообразия. В настоящее время он сотрудничает с рядом организаций, включая Метеорологическое управление Великобритании (Met Office), для внедрения алгоритма в модели, которые будут использоваться в следующем отчете IPCC, ожидаемом в 2029 году.