Учёные повысили точность климатических моделей

02.12.2016 10:43

Учёные открыли новый метод повышения точности климатического моделирования, эквивалентный значительному шагу вперёд в суперкомпьютерных технологиях. Но этот прогресс связан не с увеличением вычислительной мощности или лучшим пониманием физики климата, а с использованием случайных чисел.

Исследование под руководством специалистов из Университета Рединг, опубликованое в Journal of Climate, рассматривает возможность включения мелкомасштабных океанических течений в климатические симуляции без необходимости серьёзного увеличения вычислительной мощности компьютера, которая требует много времени и средств.

Учёные попытались обойти трудность учёта этих движений воды, воспроизведя эффекты малых потоков совершенно случайным образом. Это позволило существенно улучшить результаты моделирования. Например, расхождения в значениях температуры океана в моделях с её реальными значениями сократились до 60 %.

«Подобно тому, как взмах крыльев бабочки в Бразилии может вызвать торнадо в Техасе, взмах плавников рыбы может изменить „погоду“ в океане», — сказал климатолог и ведущий автор исследования доктор Пол Уильямс.

«Самые быстрые суперкомпьютеры в мире недостаточно сильны, чтобы отразить эти случайные эффекты, но, оказывается, мы можем имитировать их хаотичность с помощью соответствующих случайных чисел». «Небольшие океанические течения невероятно трудно воссоздать в моделях, но мы обнаружили, что такой метод позволяет преодолеть этот барьер и приводит к значительному улучшению наших климатических моделей».

Случайные числа уже нашли применение в моделировании атмосферы для совершенствования прогнозов погоды. Новое исследование впервые показывает, как их можно использовать в самых современных моделях океана, чтобы сделать более совершенным моделирование климата.

Климатические симуляции являются виртуальными моделями Земли, в которых атмосфера и океан дробятся на мелкие квадраты, как пиксели в цифровом изображении. Эти сетки позволяют имитировать связь и влияние друг на друга разных климатических процессов.

Ограниченная мощность компьютеров и сама сложность точного моделирования мельчайших водных потоков в огромных океанах являлись большим препятствием для климатологов. Это исследование раскрывает эффективные способы учёта таких важных деталей в моделях прогнозирования.