Увеличение разрешения само по себе не исправит проблемы климатических моделей с суточным циклом осадков

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), используя региональную атмосферную модель в качестве аналога будущих глобальных климатических моделей высокого разрешения, обнаружили, что глобальные модели переносят множество систематических ошибок в региональные результаты высокого разрешения, несмотря на более детальную сетку. Исследование выявило определённые компромиссы, подчеркивающие сложности моделирования при переходе от грубых к высокоразрешающим симуляциям.

Этот региональный масштаб критически важен, поскольку именно на нём последствия изменения климата наиболее значимы для общества, бизнеса и политиков. Ожидается, что высокое разрешение позволит изображать мелкомасштабные явления, такие как дождь и облачность, и улучшит общую точность симуляций. В преддверии появления глобальных моделей высокого разрешения в ближайшие годы, учёные протестировали поведение стандартного метода в таких условиях, чтобы усовершенствовать современные методики.

Для исследования использовались физические параметризации из глобальной модели Community Atmosphere Model версии 5 (CAM5) в рамках региональной модели Weather Research and Forecasting (WRF). Это позволило сочетать высокое разрешение с реалистичными погодными условиями для оценки улучшения моделирования осадков. Фокус был сделан на поведении осадков и параметризации глубокой конвекции Чжана–Макфарлейна в период полевой кампании MC3E над центральной частью США.

«Увеличение временного масштаба конвекции, чтобы понять, как быстро кучево-дождевые облака влияют на окружающий воздух, привело к недостатку осадков в модели, — отметил ведущий исследователь, атмосферный ученый PNNL д-р Уильям Густафсон-младший. — Использование более короткого масштаба улучшило количество осадков, но вызвало их выпадение слишком рано днём». Результаты показали, что для улучшения симуляций необходимо менять базовые допущения в описании конвекции, и одного лишь повышения разрешения недостаточно для устранения существующих ошибок.