Жалғанған климаттық модель: HadCM3 туралы мәліметтер
HadCM3
HadCM3 климаттық моделі: атмосфера мен мұхиттың өзара әрекеттесуін зерттейді. Жақсартылған нақтылық, жылдамдық және ұзақ мерзімді тұрақтылық сипаттайды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жалғастырылған климат моделі
Coupled climate model
HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, 3 нұсқасы) – Ұлыбританиядағы Hadley орталығында жасалған атмосфера-мұхиттың жалпы айналымы (AOGCM) моделі. Бұл модель 2001 жылғы IPCC үшінші бағалау есебінде қолданылған маңызды модельдердің бірі болды. Hadley орталығында және басқа жерлерде (оның ішінде оның бұрынғы нұсқасы HadCM2) жасалған бұрынғы AOGCM-дерден өзгеше, HadCM3-ке жақсы симуляция жасау үшін қосымша ағынды реттеудің қажеті жоқ (океан бетіндегі "жасанды" жылу және тұщы су ағындары). HadCM3-тің жоғары мұхит ажыратымдылығы – бұл маңызды фактор; басқа факторларға атмосфералық және мұхиттық компоненттердің жақсы үйлесімділігі, сондай-ақ мұхит араласу схемасының жақсартылуы (Gent және McWilliams) жатады. HadCM3 мың жылдан астам уақытқа дейін симуляциялар жасау үшін қолданылды, нәтижесінде беткі климатта аз ауытқу байқалды. HadCM3 екі компоненттен тұрады: атмосфералық модель HadAM3 және мұхит моделі HadOM3 (оның құрамында теңіз мұзы моделі де бар). Симуляциялар 360 күндік күнтізбемен жүргізіледі, онда әр ай 30 күннен тұрады.
HadCM3 (abbreviation for Hadley Centre Coupled Model, version 3) is a coupled atmosphere ocean general circulation model (AOGCM) developed at the Hadley Centre in the United Kingdom. It was one of the major models used in the IPCC Third Assessment Report in 2001. Unlike earlier AOGCMs at the Hadley Centre and elsewhere (including its predecessor HadCM2), HadCM3 does not need flux adjustment (additional "artificial" heat and freshwater fluxes at the ocean surface) to produce a good simulation. The higher ocean resolution of HadCM3 is a major factor in this; other factors include a good match between the atmospheric and oceanic components; and an improved ocean mixing scheme (Gent and McWilliams). HadCM3 has been run to produce simulations for periods of over a thousand years, showing little drift in its surface climate. HadCM3 is composed of two components: the atmospheric model HadAM3 and the ocean model HadOM3 (which includes a sea ice model). Simulations use a 360 day calendar, where each month is 30 days.
Атмосфералық модель (HadAM3)
HadAM3 – бойлық және ендік бойынша 3,75 × 2,5 градус көлденең ажыратымдылығы бар тор нүктесі моделі. Бұл нүктелер арасындағы шамамен 300 км қашықтыққа сәйкес келеді және спектрлік модельдегі T42 қиылымымен салыстыруға болады. Скалярлық (қысым, температура және ылғал) торда 96 × 73 тор нүктесі бар; векторлық (жел жылдамдығы) тор тор ұяшығының 1/2 бөлігіне ығыстырылған (Аракава B торына қараңыз). Гибридті (сигма және қысым) координаттар жүйесін пайдалана отырып, тік бағытта 19 деңгей бар. Уақыт аралығы 30 минутты құрайды (динамикада әрбір уақыт аралығында үш қосалқы уақыт аралығы бар). Полюстерге жақын жерлерде, CFL критерийына байланысты тұрақсыздықтарды болдырмау үшін өрістер Фурье сүзгісінен өтеді. Бұл PRECIS (Әсерлерді зерттеу үшін аймақтық климатты ұсыну) моделінің негізі, сондай-ақ Climateprediction.net үлестірілген есептеу жобасының атмосфералық құрауы.
HadAM3 is a grid point model that has a horizontal resolution of 3.75 × 2.5 degrees in longitude × latitude. This corresponds to a spacing between points of approximately 300 km and is roughly comparable to T42 truncation in a spectral model. There are 96 × 73 grid points on the scalar (pressure, temperature and moisture) grid; the vector (wind velocity) grid is offset by 1/2 a grid box (see Arakawa B grid). There are 19 levels in the vertical using a hybrid (sigma and pressure) coordinate system. The timestep is 30 minutes (with three sub timesteps per timestep in the dynamics). Near the poles, fields are fourier filtered to prevent instabilities due to the CFL criterion. This is the model behind PRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies) as well as being the atmosphere component of the distributed computing project Climateprediction. net.
Мұхит моделі (HadOM3)
Мұхит моделі 1,25 × 1,25 градус ажыратымдылыққа, 20 деңгейге және бір сағаттық уақыт қадамына ие. Осылайша, әрбір атмосфералық тор нүктесіне алты мұхит тор нүктесі сәйкес келеді. Екі модельді біріктіруді жеңілдету үшін торлар бірімен-бірі сәйкестендірілген, ал мұхиттың жағалау сызығы атмосфералық торға сәйкес етіледі.
The ocean model has a resolution of 1.25 × 1.25 degrees, 20 levels, and a timestep of one hour. Thus there are six ocean grid points for every atmospheric one. For ease of coupling the two models the grids are aligned and the ocean coastline is forced to be aligned to the atmospheric grid.
Қоспа
Атмосфералық модель бір күн бойы жұмыс істейді, атмосфера-мұхит интерфейсіндегі жылу, ылғал және импульс ағындары жинақталады. Содан кейін мұхит моделі бір күн бойы жұмыс істейді, кері ағындар жинақталады. Бұл, модель жұмыс істеудің барлық уақыты бойы қайталанады. Бұрынғы HadCM2 моделінен өзгеше, ағын түзетуі қажет емес – модельдің климаты тұрақты болып қалады және маңызды өзгерістерге ұшырамайды. Ағын түзетуінің болмауы, IPCC-нің Екінші бағалау есебінен бергі модельдеудегі маңызды жетістіктердің бірі деп аталады. Мұхит моделі примитивті (мұхит ағындары) динамикасымен термодинамикалық динамикалық теңіз мұзы моделін қамтиды.
The atmospheric model is run for a day, and the fluxes (of heat, moisture and momentum) at the atmosphere ocean interface are accumulated. Then the ocean model is run for a day, with the reverse fluxes accumulated. This then repeats through the length of the run. Unlike its predecessor HadCM2 there is no need for flux correction—the model climate remains stable and does not significantly drift. The lack of flux correction is cited by the IPCC as one of the advances in modelling since the IPCC Second Assessment Report. The ocean model incorporates a thermodynamic dynamic sea ice model with primitive (ocean drift) dynamics.
Слаб модель (HadSM3)
Атмосфералық модель толық динамикалық мұхит емес, қарапайым "жабық мұхитпен" байланыстырылуы мүмкін. Бұл толық модельге қарағанда жылдам (және аз жадты қажет етеді), бірақ мұхиттың динамикалық кері байланыстары жоқ, ал олар 2100 жылға дейінгі климаттың өзгеруін болжау үшін қолданылатын толық байланысты мұхит-атмосфера модельдеріне енгізілген. Жабық модельді калибрлеу кезеңі қажет, онда мұхит температурасы климатологиялық мәліметтерге сәйкес ұсталады, ал ол "ағын түзетуін" есептейді, яғни модель мұхитын тепе-теңдікте ұстау үшін қажетті қосымша мұхит-атмосфера ағындары (модель мұхиты ағымдарды қамтымайды; бұл ағындар жоғалған ағымдар тасымалдайтын жылудың орнын ауыстырады). Осы калибрлеу кезеңінен кейін модельді климаттық режимде іске қосуға болады.
The atmospheric model may be run coupled to a simpler "slab ocean" rather than the full dynamic ocean. This is faster (and requires less memory) than the full model, but lacks dynamical feedbacks from the ocean, which are incorporated into the full coupled ocean–atmosphere models used to make projections of climate change out to 2100. The slab model needs a calibration phase in which the ocean temperatures are held to climatology while it calculates the "flux correction", i. e., extra ocean atmosphere fluxes needed to keep the model ocean in balance (the model ocean does not include currents; these fluxes to some extent replace the heat that would be transported by the missing currents). After this calibration period the model may be run in climate mode.