I modelli oceanici realistici richiedono una potenza di calcolo significativa, soprattutto quando la risoluzione aumenta da scale di decine di chilometri a un singolo chilometro. Questi modelli sono utilizzati per previsioni meteorologiche a breve termine e stagionali, così come nelle simulazioni climatiche a lungo termine, che sono tutti utilizzati di routine per il processo decisionale. Migliore è la risoluzione, i migliori potenziali pericoli possono essere compresi e mitigati, risultando in una situazione migliore per tutti... giusto?

Questa è la domanda che si sono posti Eric P. Chassignet e Xu Xiaobiao del Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies della Florida State University in uno studio di revisione pubblicato il 31 luglio su Progressi nelle scienze dell'atmosfera .

"L'aumento della risoluzione consente di risolvere sempre più caratteristiche oceaniche su piccola scala, e la domanda che sorge allora è se vi sia un corrispondente miglioramento nella rappresentazione complessiva della circolazione oceanica e a quale costo, " disse Chassignet, chi guida il centro. "In altre parole, qual è il rapporto ottimale tra risoluzione e risorse computazionali che porta veramente a una migliore comprensione della fisica degli oceani e del clima terrestre?"

Modelli a risoluzione grossolana, con una risoluzione orizzontale dell'ordine di 100 chilometri, sono principalmente utilizzati per applicazioni climatiche e le correnti oceaniche in questa classe di modelli tendono ad essere ampie e costanti. Quando la risoluzione del modello viene aumentata a circa 10 chilometri, le correnti diventano instabili, formando vortici oceanici vorticosi su mesoscala, un po' come le tempeste nell'atmosfera. Proprio come le tempeste, hanno un impatto su altri componenti del sistema terra.

Però, risolvere i vortici su mesoscala non è sufficiente per modellare accuratamente la circolazione oceanica, secondo Chassignet. Il suo team ha determinato che aumentando la risoluzione a circa un chilometro, che rende il modello in grado di simulare più piccoli, vortici sub-mesoscala, hanno spostato il loro modello della Corrente del Golfo in una resa realistica che assomigliasse più da vicino alle osservazioni reali.

"Noi sosteniamo che la risoluzione delle caratteristiche sub-mesoscala è un cambiamento di regime significativo quanto la risoluzione dei vortici mesoscala, " disse Chassignet.

Eppure la risoluzione ha un prezzo e con una preoccupazione, poiché ogni volta che la risoluzione del modello viene aumentata di un fattore due, richiede un aumento della potenza di calcolo di un fattore 10. Secondo Chassignet, è necessario più lavoro per capire meglio se l'aumento della risoluzione migliora la rappresentazione complessiva delle masse d'acqua oceaniche.

"Il prossimo passo è avere una routine, modelli oceanici globali a risoluzione sub-mesoscala in modo da poter valutare appieno la loro capacità di modellare l'oceano e quantificare il loro impatto nei modelli climatici, "Chassignet ha detto, osservando che una stretta collaborazione con scienziati informatici è essenziale per garantire sistemi informatici in grado di gestire in modo più efficiente le esigenze di modellazione per i sistemi terrestri.