Modelleren Van De Lokale Impact Van Wereldwijde Klimaatverandering

{h1}

Scripps-onderzoeker masao kanamitsu past wereldwijd klimaatmodel aan om regionale voorspellingen te verbeteren.

Dit artikel achter de schermen werd aan WordsSideKick.com gegeven in samenwerking met de National Science Foundation.

"Je hebt geen weerman nodig om te weten op welke manier de wind waait", zong Bob Dylan beroemd. Maar als je wilt weten hoe het morgen zal blazen, is de kans groot dat je de voorspelling gaat controleren.

De atmosferische voorspelling is enorm verbeterd in de 45 jaar sinds Dylan 'Subterranean Homesick Blues' zong. Of je nu al tien jaar geïnteresseerd bent in de high van morgen of de wereldwijde hitte-index, voorspellers kunnen nu het klimaat met veel grotere nauwkeurigheid voorspellen.

De opkomst van krachtige, krachtige computers speelt een grote rol bij die verbeteringen. Wetenschappers isoleren de factoren die het weer beïnvloeden - warmte, straling, de rotatie van de aarde - transformeren ze in wiskundige formules en gebruiken supercomputers om de atmosfeer in al zijn complexiteit te voorspellen.

En toch zijn die voorspellingen nog steeds geschilderd met een vrij groot penseel. De wereldwijde klimaatmodellen - waarop alle officiële voorspellingen zijn gebaseerd - hebben een resolutie in de orde van 62 mijl (100 kilometer) per roosterpunt. Op dat niveau van detail verschijnen stormen als ongedifferentieerde klodders en lijken steden in de bergen en de vallei hetzelfde weer te ervaren.

"Het is moeilijk om nauwkeurig te onderzoeken hoe rivierstromen de afgelopen 50 jaar zijn veranderd, omdat één rooster veel rivieren kan bevatten", zegt Masao Kanamitsu, een veteraan uit de atmosfeermodellering en een vooraanstaand onderzoeker bij Scripps Institution of Oceanography.

Een weerman maken

Een recente studie van de Catalina Eddy uitgevoerd door Kanamitsu. De figuur toont de 3-uurs evolutie van de wervelstorm gedurende twee dagen. Kanamitsu ontdekte dat de wervelstroom verdwijnt tijdens 00Z en 03Z, wat nog nooit eerder was gemeld. Die verdwijning was te wijten aan het ontbreken van observaties met hoge tijdresolutie. Dat soort analyse is alleen mogelijk met behulp van dynamisch gedownscalde analyse.

Een recente studie van de Catalina Eddy uitgevoerd door Kanamitsu. De figuur toont de 3-uurs evolutie van de wervelstorm gedurende twee dagen. Kanamitsu ontdekte dat de wervelstroom verdwijnt tijdens 00Z en 03Z, wat nog nooit eerder was gemeld. Die verdwijning was te wijten aan het ontbreken van observaties met hoge tijdresolutie. Dat soort analyse is alleen mogelijk met behulp van dynamisch gedownscalde analyse.

Dankbetuiging: Met dank aan Masao Kanamitsu, Scripps Institution of Oceanography

Kanamitsu wist dat hij een computationele weersvoorspeller wilde zijn vanaf zijn tienerjaren in Japan in de jaren zestig. Hij werkte zich een weg door 's werelds meest geavanceerde weeronderzoekscentra, eerst in Japan, daarna in Europa en het meest recent in de Verenigde Staten.

In het begin tot het midden van de jaren negentig gebruikte Kanamitsu Cray-systemen en de Japanse Earth Simulator om wereldwijde klimaatmodellen uit te voeren. Tegenwoordig gebruikt hij de Ranger-supercomputer in het Texas Advanced Computing Center, de op één na grootste supercomputer van TeraGrid van de National Science Foundation.

Kanamitsu en zijn collega's in de atmosferische gemeenschap gebruiken een methode genaamd "downscaling" om regionale voorspellingen te verbeteren. De techniek is gebaseerd op een wereldwijd klimaatmodel en voegt informatie toe - op schalen die kleiner zijn dan de rasterafstand - om belangrijke functies zoals wolken en bergen op te lossen.

"Je krijgt grootschalige gegevens met een grove resolutie en je moet een manier vinden om kleinschalig detail te krijgen", zei Kanamitsu.

Modellering van Californië

Onlangs richtte Kanamitsu zich op het creëren van verbeterde regionale modellen voor Californië, waar kleinschalige weerpatronen een grote rol spelen in de vele microklimaten in de staat. Door gedetailleerde informatie over de topografie, vegetatie, rivierstroming en andere factoren in het subnetwerk van Californië te integreren, heeft Kanamitsu een resolutie van 10 kilometer per rasterpunt kunnen bereiken - een enorme verbetering ten opzichte van de normaal geaccepteerde 62 mijl ( 100 kilometer) per roosterpunt.

Kanamitsu tackelt ook het probleem van het verbinden van atmosferische condities met oceaandynamiek.

Een demonstratie van wat een dynamische downscaling kan bereiken. Het middelste cijfer is de ruwe analyse die is gebruikt om het hoge resolutie-model te ontwikkelen. De linker figuur is de uitvoer van Kanamitsu's schaalverkleining die een wervelstroom of stroom produceert. Die wervelwind is beroemd in Zuid-Californië vanwege de impact op bewolkt en koud weer in de periode mei-juni. De juiste figuur is de analyse op regionale schaal uitgevoerd door National Weather Service, waarbij gebruik is gemaakt van lokale waarnemingen.

Een demonstratie van wat een dynamische downscaling kan bereiken. Het middelste cijfer is de ruwe analyse die is gebruikt om het hoge resolutie-model te ontwikkelen. De linker figuur is de uitvoer van Kanamitsu's schaalverkleining die een wervelstroom of stroom produceert. Die wervelwind is beroemd in Zuid-Californië vanwege de impact op bewolkt en koud weer in de periode mei-juni. De juiste figuur is de analyse op regionale schaal uitgevoerd door National Weather Service, waarbij gebruik is gemaakt van lokale waarnemingen.

Dankbetuiging: Met dank aan Masao Kanamitsu, Scripps Institution of Oceanography

"Langs de kust van Californië is er een koude oceaan die op zeer kleine schaal met de atmosfeer in wisselwerking staat," zei Kanamitsu. "We simuleren de zeestromingen en temperatuur in een oceaanmodel met hoge resolutie, gekoppeld aan een atmosferisch model met hoge resolutie, om de impact van deze kleinschalige oceaantoestanden te achterhalen."

Om al deze factoren te combineren en in korte tijd een antwoord te krijgen, zijn zeer krachtige en nauw verbonden supercomputers zoals Ranger nodig. De resultaten van de simulaties van Kanamitsu zijn verbeterd ten opzichte van de simulaties die momenteel worden gebruikt door de National Weather Service.

Andere applicaties

Andere onderzoekers in de gemeenschap zijn al begonnen met het toepassen van de resultaten van downscaling op vispopulatiestudies, rivierstroomveranderingen en windenergietoepassingen.

"De modelsimulaties van Kanamitsu hebben een veel beter opgelost beeld mogelijk gemaakt van de processen die van invloed zijn op de windstroom en neerslag in de hedendaagse, historische periode in Californië", zegt Scripps hydrometeoroloog Daniel Cayan.

In de loop van zijn lange carrière heeft Kanamitsu duidelijk gezien hoe verbeterde computermodellen zijn vakgebied en de wereld hebben veranderd.

"Dertig jaar geleden was ik een van de voorspellers," zei hij. "Elke dag namen we de resultaten van ons computermodel mee naar de vergadering, maar de verantwoordelijke programmeur keek normaal gesproken niet naar of geloofde niet in onze resultaten Nu voorspellers geloven zo in de modellen dat sommige mensen denken dat ze hun vaardigheden verliezen."

Terwijl wetenschappers proberen de lokale impact van de wereldwijde klimaatverandering te bepalen en die veranderingen aan te pakken, worden nauwkeurige historische gegevens en geavanceerde regionale voorspellingen, zoals die welke worden vergemakkelijkt door het werk van Kanamitsu, steeds crucialer.

Kanamitsu's onderzoek naar de NSF-ondersteunde Ranger-supercomputer wordt gefinancierd door NOAA en door de California Energy Commission.

Opmerking van de uitgever: Dit onderzoek werd gesteund door de National Science Foundation (NSF), het federale agentschap belast met het financieren van fundamenteel onderzoek en onderwijs op alle gebieden van wetenschap en techniek. Alle meningen, bevindingen en conclusies of aanbevelingen in dit materiaal zijn die van de auteur en komen niet noodzakelijk overeen met de opvattingen van de National Science Foundation. Zie de Achter de schermen archief.


Video Supplement: Chemtrails Exposed - The Past, Present and Future of the New Manhattan Project.




Onderzoek


Pas Op Voor 'Spiders Van Star Wars': Plezier Lijdt Wanneer Een Perceel Wordt Onthuld
Pas Op Voor 'Spiders Van Star Wars': Plezier Lijdt Wanneer Een Perceel Wordt Onthuld

Hoe Weet U Of Uw Partner Bedriegt?
Hoe Weet U Of Uw Partner Bedriegt?

Science Nieuws


Is Een Krimpende Wildernis De Verborgen Kosten Van Energiezekerheid? (Op-Ed)
Is Een Krimpende Wildernis De Verborgen Kosten Van Energiezekerheid? (Op-Ed)

Meer Geweren Gelijk Aan Meer Sterfgevallen, Onderzoek Vindt
Meer Geweren Gelijk Aan Meer Sterfgevallen, Onderzoek Vindt

Bloedrode Luchten Boven China Verklaard 300 Jaar Later
Bloedrode Luchten Boven China Verklaard 300 Jaar Later

Wat Is 'S Werelds Snelste Auto?
Wat Is 'S Werelds Snelste Auto?

Dieren Krimpen Terwijl De Aarde Verwarmt
Dieren Krimpen Terwijl De Aarde Verwarmt


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com