Модель общей циркуляции

Модели общей циркуляции — это системы дифференциальных уравнений основанных на законах физики, гидродинамики и химии. Чтобы запустить модель учёные создают трёхмерную сетку покрывающую всю планету, применяют на ней основные уравнения и оценивают получившиеся результаты. Атмосферные МОЦ расчитывают ветер, транспорт тепла, радиацию, относительную влажность и состояние поверхности моря в каждой ячейке сетки а затем оценивают взаимодействия с соседними ячейками.

Модель общей циркуляции (МОЦ) это математическая модель общей циркуляции атмосферы или океана, основанная на уравнениях Навье-Стокса на вращающейся сфере с термодинамическими составляющими для различных источников энергии (солнечной радиации, скрытой теплоты). Эти уравнения являются базисом для комплексного компьютерного кода, использующегося для моделирования атмосферы или океанов Земли. Атмосферные и океанические МОЦ являются основными элементами Глобальных климатических моделей, включающих также морской лёд и поверхность суши. МОЦ и глобальные климатические модели широко применяются для прогноза погоды, понимания климата, перспективных оценок изменения климата.

Атмосферные и Океанические МОЦ

Существуют как атмосферные так и океанические модели общей циркуляции. Они могут быть связаны друг с другом и в этом случае такую модель называют совместная модель океана и атмосферы. При добавлении других компонентов (таких как модель морского льда или модель испарения над сушей), совместная модель становится основой для Глобальной климатической модели.

Тенденции в моделировании

Современные тенденции таковы что МОЦ становятся главным элементом Моделей земной системы (англ. Earth system models), совмещаясь например с моделями ледовых щитов Гренландии и Антарктиды, моделями химии атмосферы и даже экономическими моделями. Модель химии атмосферы, например, может помочь МОЦ лучше предсказать изменения концентрации диоксида углерода. Такой подход позволяет учитывать межсистемные обратные связи: например включение химии атмосферы позволяет изучать возможный эффект изменений климата на восстановление озоновой дыры над Антарктидой.

Точность предсказаний изменений климата зависит от точности химических, физических и социальных моделей. В последнее время был достигнут значительный прогресс во включении более реалистичной физики и химии в модели, но всё равно остаются значительные погрешности, особенно когда речь идёт о предсказании развития популяции Земли, индустрии и технологии.

Ссылки

Раздел на Oceanographers.ru, посвящённый численному моделированию океана