SK

Regionálny model

Prehľad

   Tento experiment počíta simulácie verzií "narušenej" fyziky modela regionálnej klímy bežiaceho v globálnom klimatickom modele.

Stav

    * Tento experiment je teraz v alfa štádiu skúšok.

Motivácia

   Dynamické modely globálneho klimatického systému, také ako model používaný v hlavnom climateprediction.net experimente, rozdeľujú atmosféru a oceán do blokov a simulujú prenos energie, hmotnosti, vlhkosti, a iných vlastností medzi týmito blokmi. Zem je veľmi veľká, preto tieto modely potrebujú použiť veľký počet blokov. Bloky používané v atmosferickom komponente hlavného climateprediction.net experimentu modela majú asi 300 km naprieč (presnejšie, 3,75 stupňa zemepisnej dĺžky na 2,5 stupňa zemepisnej šírky) s 19 blokmi skladaných jeden na druhý, pokiaľ tie s najvyšším rozlíšením klimatického modela práve počítanom na superpočítači sú asi 100 km naprieč. Dostávať ich menšie je ťažké: rozpoľovanie ich veľkosti v každom rozmere znamená spomalenie modela faktorom 16 (pretože časový krok tiež musí byť kratší pre menšie bloky). Ale toto je oveľa väčšie, než rozlíšenie potrebné k vypočítaniu čo sa stalo, alebo sa môže stať vo vašej oblasti. Tiež majme na pamäti, že užitočná informácia z týchto modelov je produkovaná často len vo väčších mierkach (t.j. keď skončia rozsiahle hľadanie). Je nejaká cesta z toho?

   Snáď áno. Jedna myšlienka je výpočet klimatického modela s omnoho vyšším rozlíšením nad menšou oblasťou než zemeguľa, pokrývajúcou niekoľko miliónov štvorcových kilometrov. V každom časovom kroku tento "regionálny klimatický model" zaberá počasie v jeho obrysoch (vrátane povrchu) zo svojho "materského" globálny modela. Regionálny model potom simuluje všetko počasie pokračujúc vnútri tejto domény použitím svojho omnoho vyššieho rozlíšenia.

   Toto znie ako pôvabná myšlienka, ale existuje stále mnoho vecí, ktoré nevieme okolo regionálneho modelovania. Tento experiment predkladá otázku dôležitosti neistoty parametrov v regionálnom modele pre simulovanie regionálnej klímy. V podstate je to hlavný climateprediction.net experiment ale používajúci regionálny klimatický model.

Metóda

   Tento experiment bude bežať ako globálny tak aj regionálny model zároveň. Globálny model bude HadCM3L, identický k tomu, ktorý beží v hlavnom climateprediction.net experimente. Tak ako v hlavnom experimente, hodnoty neistoty parametrov v modele sa budú líšiť v priebehu simulovania. Regionálny model bude HadRM3, používaný programom PRECIS od UK Met Office. Hodnoty neistoty parametrov v regionálnom modele budú tiež modifikované v priebehu simulácií.

   Tento experiment bude zameraný na dve oblasti: jeden súbor simulácií bude mať regionálny model umiestnený ponad západ Severnej Ameriky, kým druhá séria bude mať regionálny model umiestnený ponad južnú Afriku.

Severoamerický západný región

   Po prvýkrát uskutoční climateprediction. net modelovanie regionálnej klímy pre západ Severnej Ameriky. Regionálne modelovanie poskytuje lepšie priestorové podrobnosti, čo je kriticky dôležité v hornatých oblastiach. produkovaním tisícok termínov simulačného modelu, tento regionálny experiment po prvýkrát poskytne podrobné pravdepodobnostné odpovede ku kľúčovým otázkam o aspektoch klimatickej zmeny veľkej spoločenskej relevancie, ktorá presahuje zmeny v jednoročnej strednej teplote a zrážkach: mrazových dňoch, meraniach vĺn tepla, počte po sebe idúcich suchých dní, extrémnych denných zrážkach, rýchlosti vetra, extrémnych veterných udalostiach, prívaloch snehu, pobrežných príbojoch, atď. Zmeny v týchto veličinách by mohli ovplyvňovať agrokultúru, spotrebu elektrickej energie, ľudské zdravie, pobrežné ekosystémy, riziko záplav, dodávky vody, a omnoho viac aspektov ekonomických a environmentálnych hodnôt.

   Doména pokrytá regionálnym modelom pre experiment severoamerického západu je ukázaná v tento obrázku (ukazujúceho topografiu v metroch):

   Rozlíšenie je asi 24 km. Všimnite si ako jednotlivé pohoria sú viditeľné tu; v štandardných globálnych klimatických modeloch tieto pohoria splývajú do jedného farebného bodu. Teda, vyššie rozlíšenie regionálneho modelu by malo viesť k presnejšiemu vyjadreniu o tom, ako tu hory ovplyvňujú počasie.

Juhoafrický región

   Doména pokrytá regionálnym modelom pre juhoafrický experiment je ukázaná na tomto obrázku: 

   Pretože táto oblasť je väčšia než západný severoamerický región, rozlíšenie tu bude nižšie, okolo 49 km. Južná Afrika obsahuje niekoľko hornatých oblastí. Ale, počasie v tropických oblastiach je majorizované malými búrkami, skôr než rozsiahlymi synoptickými systémami, typickými pre stredné zemepisné šírky. Preto sa predpokladá, že zvýšené rozlíšenie regionálneho modelu bude dôležité aj tu.

   Tento projekt prináša dva kľúčové nedostatky pre vedu klimatických zmien v južnej Afrike:

• obmedzená schopnosť podniknúť robustný prieskum rozsahu možnej budúcnosti klímy v regionálnej mierke;

• nedostatočné pochopenie komplexnej interakcie kľúčových fyzikálnych procesov regulujúcich reakciu regionálnej klímy na antropogénne vnucovanie.

Výskumníci

Richard Jones, Simon Wilson (UK Met Office)

Myles Allen, Tolu Aina, Milo Thurston, Hiro Yamazaki (University of Oxford)

Philip Mote, Eric Salathé, Valérie Dulie're (University of Washington)

Bruce Hewitson, Dáithí Stone, Chris Jack (University of Cape Town)

   Tento projekt je financovaný z Microsoft Research.