Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Skysimuleringer får en dosis realisme

Kraftig regn over Alperne forårsaget af en cumulonimbussky (orange indikerer høj nedbør). For bedre at visualisere virkningen af ​​regn, skyer er blevet fjernet fra både skybasen og cumulonimbusskyen mod kameraet. Kredit:Hädrich et al. 2020

En skysimulering, der fanger udviklingen og udviklingen af ​​skyer baseret på atmosfæriske fysiske processer, er mere nøjagtig end andre modeller.

"Vores model beskriver atmosfæriske forhold og termodynamiske processer samt væskedynamikken, der styrer luftens bevægelse i atmosfæren, siger Torsten Hädrich, en KAUST Ph.D. studerende i det internationale forskerhold. "Dette giver os mulighed for at simulere skyfænomener mere realistisk end tidligere metoder."

Modellen kan til enhver tid tage kendt atmosfærisk information, såsom temperatur, fugt og vind, og simulere skydannelse, som bruges til "nowcasting" af forestående skyfænomener.

"For eksempel, vores model er i stand til at simulere dannelsen af ​​cumulonimbusskyer ved at overveje varierende temperaturgradienter i atmosfæren, " siger Hädrich. "Gradianterne fører til temperaturinversioner i visse højder, som er ansvarlige for den karakteristiske flade top af cumulonimbusskyer. Vi kan også modellere forskellige typer supercelle tordenvejr, som ikke er blevet behandlet tidligere."

Rammen udviklede simuleringer af høj tåge omkring Half Dome i Yosemite National Park. Kredit:Hädrich et al 2020

Modellen er udviklet af KAUSTs Hädrich og Dominik Michels i samarbejde med forskere fra Adam Mickiewicz Universitet i Polen, University of New Mexico i USA og Google AI.

For at skabe modellen, holdet skulle løse en række fysiske processer, såsom kondensering og fordampning, og det komplekse samspil mellem fysiske størrelser, såsom temperatur og luftfugtighed, inden for simuleringen.

"Vores største udfordring var så at bestemme, hvilke parametre der bidrager til dannelsen af ​​specifikke skytyper. Vi var i stand til at definere de fysiske parametre i vores simulering på en sådan måde, at vi kunne skabe specifikke skyformationer uden specifik viden, " siger Hädrich.