Nye muligheder for hav- og klimamodellering

I deres modelsimuleringer, klimaforskere skal altid indgå kompromiser. Selv med de største computere på verdensplan, de kan kun gengive den virkelige verden i begrænset omfang. Afhængigt af applikationen, der skal foretages forenklinger i den rumlige opløsning, men også i de fysiske processer, som modellen repræsenterer. Mens modeleksperimenter over perioder på måneder til et par år ofte stadig kan udføres med høj rumlig opløsning, integrationer gennem århundreder til årtusinder kan kun udføres ved grovere opløsning. I fortiden, modeller blev udviklet til et specifikt formål. Nu, GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel præsenterede et fleksibelt modelsæt, kaldet FOCI (Flexible Ocean and Climate Infrastructure). Den er baseret på Jordsystemmodellen fra Max Planck Instituttet for Meteorologi i Hamborg og er blevet modificeret med NEMO-havmodellen, for at repræsentere småskalaprocesser i havene i højere opløsning.

"I FOCI kombinerer vi årtiers ekspertise inden for hav- og klimamodellering hos GEOMAR. Det nye system gør det muligt at undersøge nye spørgsmål såsom indflydelsen af ​​det stratosfæriske ozonhul på cirkulationen i det sydlige ocean eller Golfstrømmens påvirkning af atmosfæren. processer, " forklarer professor Dr. Katja Matthes fra Maritime Meteorology Research Unit på GEOMAR.

"Med det nye system, vi kan undersøge mange forskellige forskningsspørgsmål på en række tidsskalaer, " Professor Dr. Arne Biastoch, leder af Ocean Dynamics Research Unit hos GEOMAR, påpeger. "Vi udførte oprindeligt et sæt standardiserede grundlæggende tests med FOCI-systemet, " fortsætter oceanografen. "Vi skulle finde ud af, om modelsystemet er i stand til at gengive det observerede klima og den nuværende havcirkulation. Kun hvis vi er sikre på, at systemet med succes kan simulere de nuværende forhold inden for begrænsede fejlbånd, kan det bruges til at undersøge ukendte fænomener eller til forudsigelser af fremtidige klimaforhold." som er publiceret i det internationale tidsskrift Geoscience modeludvikling , er meget lovende. "I særdeleshed, vores særlige knowhow i at drive havmodellen regionalt i meget høj opløsning forbedrer resultaterne betydeligt og reducerer, for eksempel, almindelige modelfejl såsom afvigelser i havoverfladetemperaturer i Golfstrømssystemet, " siger professor Biastoch. FOCI muliggør også konfigurationer, som tidligere var umulige ved rumlige opløsninger på op til en kilometer i havet.

De grundlæggende eksperimenter, der er udført indtil videre, omfatter en kontrolkørsel over 1, 500 år med præindustrielle drivhusgaskoncentrationer og adskillige eksperimenter, der dækker perioden fra 1850 til i dag, for hvilke observationsdata er tilgængelige til verifikation. "De nuværende resultater er meget opmuntrende, " siger Katja Matthes. Systemet vil blive yderligere forbedret og brugt til forskellige spørgsmål for at studere naturlige klimaudsving, men også menneskeskabte klimaforandringer. "Fra vores synspunkt, FOCI er det ideelle system for GEOMAR til at simulere småskala processer i havet, interaktioner mellem stratosfæren og troposfæren samt biogeokemiske processer i havet. Det giver os også mulighed for at udføre komplekse projekter såsom et stort antal modelsimuleringer over flere årtier med en rimelig mængde computertid, " slutter professor Matthes.