Используя десятилетия данных о мировом климате, произведенных в пространственном разрешении согласованных приблизительно 25 километров, исследователи смогли захватить формирование тропических циклонов, также называемых ураганами и тайфунами и чрезвычайными волнами, которые они производят. Те те же самые модели, когда управляется в резолюциях приблизительно 100 километров, пропустили тропические циклоны и большие волны 30 метров высотой.Их результаты, изданные в выпуске 16 февраля Геофизических Писем об Исследовании, демонстрируют важность бегущих моделей климата в более высокой резолюции.
Лучшие предсказания того, как часто чрезвычайные волны совершат нападки, важны для прибрежных городов, вооруженных сил и отраслей промышленности, которые полагаются на отгрузку и платформы морской нефти. И, конечно, для серфингистов.
«Известно, что, чтобы изучить тропические циклоны, используя моделирования, моделями нужно управлять в высоком разрешении», сказали автор лидерства исследования и постдокторант Бен Тиммермэнс. «Большинство существующих моделей раньше училось, мировой климат управляются в резолюциях, которые недостаточны, чтобы предсказать тропические циклоны. Моделирования в нашем исследовании – первые долговременные глобальные наборы данных, которые будут использовать резолюцию 25 километров. Это – также первый раз, когда исследование определенно исследовало воздействие увеличения резолюции для океанских волн в глобальном климатологическом масштабе».Другие авторы на этом исследовании – Daith?
Камень, Майкл Венер и Хэринэраян Кришнэн. Все авторы – ученые в Computational Research Division (CRD) Berkeley Lab.
Увеличивание масштаб, чтобы обнаружить ураганыМодели климата работают, моделируя обмен воздухом, водой и энергией между сеткой «коробки». В сегодняшних современных моделях климата эти коробки, как правило, 100 – 200 километров шириной.
Тот уровень детали достаточно хорош, чтобы поймать формирование и движение штормов midlatitude, исследователи сказали, потому что такие системы имеют тенденцию быть довольно большими.Напротив, тропические циклоны имеют тенденцию покрывать меньшую область.
В то время как полный след урагана может быть широким, глаз бури может быть очень компактным и хорошо определенный, отметили исследователи.«Проблема с той 100-километровой резолюцией состоит в том, что она пропускает ключевые детали ураганов и тропических циклонов, которые явно относятся к поколению чрезвычайных волн», сказал Стоун. «Но движение к 25-километровому набору данных резолюции в вычислительном отношении сложно. Требуется в 64 раза больше вычислительных ресурсов, чем 100-километровое моделирование».
Исследование положилось на грызущую данные силу Национального энергетического Исследования Научный Вычислительный центр (NERSC), научное вычислительное пользовательское средство, финансируемое Офисом САМКИ Науки, и базировалось в Berkeley Lab.Исследователи управляли моделью климата Модели Атмосферы Сообщества вариантов 5 (CAM5) с данными, собранными в трехчасовых приращениях на уровне с низким разрешением из 100 километров и в высоком разрешении 25? километры. Они нашли, что моделирования с высоким разрешением включали тропические циклоны, где с низкой разрешающей способностью не сделали.Хруст данных, чтобы поймать большие волны
Чтобы видеть, имели ли циклоны эффект на волны, они тогда управляли глобальными моделями волны в обеих резолюциях. Они видели чрезвычайные волны в модели с высоким разрешением, которая не появилась в с низкой разрешающей способностью.«Ураганы – хитрые вещи смоделировать», сказал Стоун. «Мы показали важность использования набора данных с высоким разрешением для производства ураганов.
Но особенности ураганов могли измениться с климатом. Люди делают прогнозы изменений в океанских волнах в будущем, более теплом мире.
Не ясно, достаточна ли 25-километровая резолюция для завоевания всех процессов, вовлеченных в развитие урагана. Но мы действительно знаем, что это лучше, чем 100 километров».В то время как дополнительные моделирования с высоким разрешением будущего находятся на пути, исследователи смогли бросить первый взгляд на возможные условия в конце 21-го века.
Венер отметил, что самые большие волны на Гавайях, как предполагается, будут существенно больше в намного более теплом будущем мире.Исследователи добавили, что это исследование только посмотрело на средние числа ветровых волн. Одноразовый «жулик» или «странные» волны не могут быть воспроизведены в этих видах моделей, и большие волны, такие как цунами очень отличаются, так как они вызваны сейсмологической деятельностью, не ветром.
Данные из этого исследования будут сделаны в свободном доступе для использования более широким научным сообществом.«Таким же образом то, что метеорологические карты – часть климата, океанские образцы волны – также часть климата ‘волны’», сказал Тиммермэнс. «Океанские волны относятся к взаимодействию между океаном и атмосферой, которая затрагивает климат планеты в целом».