Содержание


Климатические модели

В многообразии климатических моделей, используемых сегодня в исследованиях изменений климата, можно выделить следующие четыре класса (в порядке возрастания сложности):
  • 1) простые климатические модели (двумерные, одномерные или даже нульмерные);
  • 2) модели промежуточной сложности (МПС)*;
  • 3) модели общей циркуляции атмосферы (МОЦА) с упрощенными описаниями верхнего перемешанного слоя океана и морского льда (ВПСО/МЛ) и, наконец,
  • 4) сложные трехмерные модели совместной циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО), занимающие высшую ступень в иерархии климатических моделей (левая часть рис. 5.1).

    Простые модели, параметры которых подбираются в соответствии с расчетами климатических изменений с помощью МОЦАО, сложных ледниковых моделей и т. п., могут быть использованы, например, для оценки влияния на климат сокращения выбросов ПГ в атмосферу либо как компоненты так называемых моделей совокупной оценки* (например, для анализа стоимости таких сокращений).
    МПС не столько уступают МОЦАО в количестве описываемых процессов, сколько в детальности, сложности этих описаний, причем в отличие от простых моделей число степеней свободы МПС превышает число настраиваемых параметров на несколько порядков. МПС, так же как и МОЦА/ВПСО/МЛ, по- лезны в исследованиях отдельных физических процессов, их взаимодействий и обратных связей между ними, а также применяются в исследованиях палеоклимата. Основным преимуществом моделей, находящихся на более низких ступенях иерархии, является их вычислительная эффективность. Высокая вычислительная эффективность позволяет проводить с простыми моделями и МПС массовые ансамблевые расчеты, а также интегрировать их на сравнительно долгие (тысячи лет) сроки. Продолжительность экспериментов с МОЦА/ВПСО/МЛ в исследованиях равновесных состояний климатической системы обычно не превышает нескольких десятилетий модельного времени, что позволяет проводить многочисленные расчеты, изменяя параметры модели в широком диапазоне. Использование простых моделей, МПС и МОЦА/ВПСО/МЛ в исследованиях возможных в будущем изменений климата носит вспомогательный характер.

    Со времени выхода в свет 3-го оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (3 ОД МГЭИК) произошла смена поколения МОЦАО. В рамках подготовки 4-го ОД МГЭИК был организован беспрецедентный по своим масштабам и количеству участников проект по анализу расчетов климата с помощью МОЦАО нового поколения. Основу этого проекта, получившего название CMIP3 и являющегося третьей фазой проекта CMIP (см. раздел 5.4), составили расчеты климата XX века при заданных в соответствии с наблюдениями концентрациях парниковых газов и аэрозолей, а также три сценарных расчета климата XXI века (для сценариев антропогенных выбросов А2, А1В и В1 в соответствии с номенклатурой МГЭИК). Были проведены и другие расчеты, например, контрольный расчет при постоянной концентрации парниковых газов, соответствующей уровню доиндустриальной эпохи; расчет для сценария, при котором концентрации парниковых газов и аэрозолей фиксируются на уровне 2000 г., и др

    Всего в проекте приняло участие более двух десятков МОЦАО, разработанных в известных исследовательских центрах мира. Многие центры предоставили результаты ансамблевых (от разных начальных условий) расчетов каждого типа. На основе этих данных в Ливерморской национальной лаборатории (США) был создан электронный архив , содержащий результаты модельных расчетов для большого числа климатических переменных. Участниками модельного проекта МГЭИК было заявлено более тысячи диагностических подпроектов, посвященных анализу самых разных аспектов моделирования климата. По сравнению с 3 ОД3 произошло существенное улучшение МОЦАО как класса моделей, обусловленное не только увеличением разрешения многих из них, а также совершенствованием используемых вычислительных методов и параметризаций, но и включением рядом моделей описаний дополнительных климатически значимых процессов (например, изменения содержания интерактивных аэрозолей). Большинство МОЦАО уже не использует процедуру коррекции потоков, в которой они нуждались ранее для исключения дрейфа модельного климата и поддержания стабильного состояния модельной климатической системы, близкого к наблюдаемому. При этом произошли улучшения в воспроизведении современного климата во многих аспектах. Таким образом, часть неопределенности неравновесного отклика МОЦАО на внешние воздействия, связанная с использованием коррекции потоков, уменьшилась. Однако систематические погрешности и тренды все еще присущи МОЦАО в контрольных расчетах.

    Источник: «Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации» (Росгидромет, 2008) см. http://climate2008.igce.ru/v2008/htm/index00.htm

    Подробнее (статьи в научных журналах, сайты):

    (сайт ..)


    Hosted by uCoz