В России создали модель атмосферы над Атлантикой

Сотрудники Института океанологии РАН создали модель, описывающую состояние атмосферы в Северной Атлантике за последние 40 лет. Она находится в открытом доступе и позволяет каждому воспроизвести около 200 основных параметров атмосферы с высокой точностью. Программа позволяет оценивать влияние таких погодных явлений, как грозы и тайфуны, на климат Земли. Пока что программа ограничена пространственными рамками, но исследователи планируют расширить зону ее действия до всего мира. Исследование было опубликовано в Journal of Applied Meteorology and Climatology.

С помощью численного моделирования исследователи научились более точно предсказывать погоду, изучать климат и его изменения, все точнее описывать строение атмосферы и происходящие в ней процессы. Математические модели общей циркуляции атмосферы и океана покрывают всю Землю своего рода «сетью», каждый узел которой содержит известные данные — давление, температуру, влажность воздуха, скорость ветра и другие. Это позволяет исследовать как прошлые, так и будущие климатические процессы.

Однако эти модели имеют недостаточную точность для воспроизведения мезомасштабных (в пределах 10–100 километров) и мелкомасштабных атмосферных явлений. Чтобы сделать это возможным, ученые строят региональные модели, которые охватывают отдельные области. При этом в качестве условий на границах используют данные глобального моделирования, а вычисления с повышенным пространственным разрешением позволяют учесть больше параметров.

Теперь поддержанные грантом Российского научного фонда исследователи смогли реконструировать циркуляцию атмосферы над Северной Атлантикой за последние 40 лет и создать уникальную трехмерную конфигурацию модели, которая получила название Russian Academy of Sciences North Atlantic Atmospheric Downscaling (RAS-NAAD). Для построения модели авторы использовали базу данных атмосферных реанализов — объединенных наблюдений за атмосферой, собранных со спутников, самолетов, наземных и водных метеостанций всего мира. Созданная исследователями модель охватывает область над океаном от 10° северной широты до 80° северной широты.

Пространственное разрешение алгоритма ученых составляет 14 км, что позволяет довольно реалистично воспроизвести мезомасштабную динамику атмосферы и такие явления, как грозы и тайфуны. Она охватывает атмосферу от поверхности до примерно 20 км над землей и разделена на 50 уровней по вертикали (относительно давления в сухой атмосфере), где толщина приповерхностных слоев составляет 10–20 метров, а с высотой увеличивается до 500 метров.

Полный архив NAAD занимает 150 ТБ, и в скором времени его можно будет скачать в виде отдельных годовых файлов. Данные позволяют анализировать около 200 параметров поверхности и свободной атмосферы — давление, температуру, влажность воздуха, электрические показатели и другие — каждые 3 часа за период с 1979 по 2018 год.