Серферы не единственные, кто пытается поймать большие волны. Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли Министерства энергетики (Berkeley Lab) тоже пытаются сделать то же самое, по крайней мере, в прогнозах волнового климата.
Используя данные о глобальном климате за десятилетия, полученные с пространственным разрешением около 25 квадратных километров, исследователи смогли зафиксировать формирование тропических циклонов, также называемых ураганами и тайфунами, и экстремальных волн, которые они вызывают. Те же самые модели при разрешении около 100 километров пропустили тропические циклоны и большие волны высотой до 30 метров.
Их результаты, опубликованные в выпуске Geophysical Research Letters от 16 февраля, демонстрируют важность запуска климатических моделей с более высоким разрешением. Более точные прогнозы того, как часто будут обрушиваться экстремальные волны, важны для прибрежных городов, вооруженных сил и отраслей, которые полагаются на судоходство и морские нефтяные платформы. И, конечно же, для серферов.
«Хорошо известно, что для изучения тропических циклонов с помощью моделирования модели необходимо запускать с высоким разрешением», - сказал ведущий автор исследования и научный сотрудник Бен Тиммерманс. «Большинство существующих моделей, используемых для изучения глобального климата, работают с разрешениями, недостаточными для прогнозирования тропических циклонов. Моделирование в нашем исследовании - это первые долгосрочные глобальные наборы данных, в которых используется разрешение 25 километров. время, когда исследование специально изучало влияние увеличения разрешения для океанских волн в глобальном климатологическом масштабе."
Другими авторами этого исследования являются Dáith? Стоун, Майкл Венер и Харинараян Кришнан. Все авторы являются учеными отдела вычислительных исследований (CRD) лаборатории Беркли.
Увеличение масштаба для обнаружения ураганов
Модели климата работают, имитируя обмен воздухом, водой и энергией между «коробками» сетки. В современных современных климатических моделях эти ящики обычно имеют ширину от 100 до 200 километров. По словам исследователей, такого уровня детализации достаточно, чтобы уловить формирование и движение штормов в средних широтах, потому что такие системы, как правило, довольно велики.
Напротив, тропические циклоны, как правило, покрывают меньшую площадь. В то время как общий след урагана может быть широким, глаз урагана может быть очень компактным и четко очерченным, отметили исследователи.
«Проблема с этим 100-километровым разрешением заключается в том, что оно упускает ключевые детали ураганов и тропических циклонов, которые явно имеют отношение к возникновению экстремальных волн», - сказал Стоун.«Но переход к набору данных с разрешением 25 километров требует вычислительных ресурсов. Для этого требуется в 64 раза больше вычислительных ресурсов, чем для имитации 100 километров».
Исследование основывалось на указанном Камне. «Мы показали важность использования набора данных с высоким разрешением для создания ураганов. Но характеристики ураганов могут меняться в зависимости от климата. Люди делают прогнозы изменений океанских волн в будущем, более теплом мире. 25-километрового разрешения достаточно, чтобы зафиксировать все процессы, связанные с развитием урагана. Но мы знаем, что это лучше, чем 100 километров."
Пока идет работа над дополнительным моделированием будущего с высоким разрешением, исследователи смогли впервые взглянуть на возможные условия в конце 21-го века. Венер отметил, что самые большие волны на Гавайях, по прогнозам, будут значительно больше в гораздо более теплом будущем мире.
Исследователи добавили, что в этом исследовании рассматривались только средние значения волн, создаваемых ветром. Однократные «блуждающие» или «странные» волны не могут быть воспроизведены в таких моделях, а большие волны, такие как цунами, сильно отличаются, поскольку они вызваны сейсмологической активностью, а не ветром.
Данные этого исследования будут свободно доступны для использования более широким научным сообществом.
«Точно так же, как погодные условия являются частью климата, модели океанских волн также являются частью «волнового» климата», - сказал Тиммерманс. «Океанские волны связаны с взаимодействием между океаном и атмосферой, что влияет на климат планеты в целом».