Sulla base di un modello a strati misti di turbolenza di secondo ordine, Dottor Tiejun Ling, scienziato senior del National Marine Environmental Forecasting Center, Cina (NMEFC), e il suo gruppo di ricerca, hanno sviluppato un nuovo modello a strati misti oceanici.

Il modello è in grado di riprodurre un ciclo diurno della temperatura della superficie del mare (SST) più realistico rispetto ai modelli esistenti. Nel frattempo, attraverso una serie di algoritmi e ottimizzazione parallela, l'efficienza computazionale è notevolmente migliorata nel nuovo modello a strati misti, e quindi ha il potenziale per essere uno strumento considerevolmente utile nello studio della variazione diurna a lungo termine della SST. I risultati di questa ricerca sono stati recentemente pubblicati in Progressi nelle scienze dell'atmosfera , e il documento è presente sulla copertina del numero in cui appare (Volume 35, numero 12).

Vantaggio del modello a strati misti oceanici

L'interazione aria-mare è un processo importante che influenza la variazione climatica, e SST è uno dei parametri più importanti che regolano questa interazione. Essendo una delle scale di variazione dominanti in SST, il ciclo diurno, che varia globalmente di 2?, ha un impatto significativo sull'evoluzione dei sistemi meteorologici e climatici.

Tipicamente, la variazione diurna di SST viene studiata attraverso l'osservazione oi dati del modello. Per quanto riguarda il primo (cioè, dati osservativi), la copertura spaziale delle boe alla deriva e i dati trasmessi dal satellite sono non uniformi e discontinui, rendendo difficile studiare la variazione a lungo termine della SST. L'approccio modellistico, però, può aiutare con questo problema. Avere accesso a dati SST ad alta frequenza può avvantaggiare lo studio delle soglie di riscaldamento, valori di picco, e tempi.

Rispetto ai modelli empirici, un modello a strati misti oceanici può riprodurre processi dinamici e termici più realistici nell'oceano superiore, e il costo computazionale è inferiore a quello di un modello di sistema climatico.

Affidabilità del dataset orario SST

L'accuratezza della variazione diurna dell'SST dipende molto dall'affidabilità dei dati del modello. In questo studio, il confronto con i dati osservativi in ​​situ ha mostrato che il nuovo modello si comporta bene, con una deviazione media di 0,07°C, ed errore quadratico medio e coefficiente di correlazione di 0,37°C e 0,98, rispettivamente. Risultati simili sono stati ottenuti dai dati satellitari.

Caratteristiche climatiche della variazione del ciclo diurno SST

Il Dr. Ling e il suo team di ricerca hanno esplorato il nuovo set di dati e hanno rivelato alcune delle caratteristiche climatiche associate alla variazione del ciclo diurno SST. Le caratteristiche coincidevano con quelle ottenute dai dati satellitari.

La climatologia di 31 anni ha rivelato che la variazione diurna SST è piccola nella maggior parte delle regioni, con valori più alti evidenti nel Pacifico equatoriale orientale e occidentale, Oceano Indiano settentrionale, Centro America occidentale, nord-ovest dell'Australia, e diverse regioni costiere.

In tutti i bacini è stata riscontrata una significativa variazione stagionale dell'SST diurno. Nei bacini dell'Atlantico e del Pacifico, l'andamento stagionale è orientato nord-sud, in seguito alla variazione dell'irraggiamento solare; invece, nel bacino indiano è dominata dalla variabilità monsonica, secondo il Dott. LING.

"A livello interannuale, i risultati evidenziano la relazione tra le variazioni diurne e interannuali di SST, e rivelano che il riscaldamento diurno nel Pacifico equatoriale centrale potrebbe essere un potenziale indicatore climatico per la previsione dell'ENSO, " lui spiega.

Il Dr. LING afferma che il team ha scoperto che la variazione diurna dell'SST ha un impatto significativo sui cambiamenti climatici globali su scala sia stagionale che interannuale. Ma ancora più importante, il riscaldamento diurno dell'SST nel Pacifico equatoriale centrale potrebbe essere un potenziale indicatore per la previsione dell'ENSO.

"Oltretutto, questo set di dati ha buone prospettive di ricerca e applicazione. Questi a lungo termine, i dati orari SST ad alta risoluzione potrebbero essere applicati negli studi sulla tendenza a lungo termine nella variazione diurna SST regionale e globale, così come la relazione tra la variazione diurna dell'SST e gli eventi climatici regionali e globali, " Aggiunge.

Il copyright del software è stato ottenuto per il modello a strati misti oceanici, e viene applicato operativamente presso il National Marine Environmental Forecasting Center, Cina.

Progetti futuri

Il team di ricerca continuerà a far funzionare operativamente il modello a strati misti oceanici, aggiornare continuamente i dati e utilizzarli per studiare le tendenze a lungo termine della variazione diurna SST e gli effetti della variazione diurna SST sul clima globale e regionale.