Климатическая модель

Численные климатические модели (или модели климатической системы ) представляют собой математические модели , которые могут имитировать взаимодействие важных драйверов климата . Этими драйверами являются атмосфера , океаны , земля и лед . Ученые используют климатические модели для изучения динамики климатической системы и для создания прогнозов будущего климата и изменения климата . Климатические модели также могут быть качественными (то есть не числовыми) моделями и содержат повествования, в значительной степени описательные, возможное будущее. ^{[ 1 ]}

Климатические модели учитывают входящую энергию от солнца, а также исходящую энергию с Земли. Дисбаланс приводит к изменению температуры . Входящая энергия от солнца находится в форме коротковолнового электромагнитного излучения , в основном видимого и коротковолнового (рядом) инфракрасного . Исходящая энергия в форме длинной волны (FAR) инфракрасной электромагнитной энергии. Эти процессы являются частью парникового эффекта .

Климатические модели различаются по сложности. Например, простая модель лучистого теплопередачи рассматривает Землю как единую точку и в среднем исходящая энергия. Это может быть расширено вертикально (радиационно-конверситивные модели) и горизонтально. Более сложные модели - это связанная атмосфера - океанин -морской ледяной климат -модели . Эти типы моделей решают полные уравнения для массопереноса, передачи энергии и лучистого обмена. Кроме того, другие типы моделей могут быть взаимосвязаны. Например, модели системы Земли также включают в себя также землепользование , а также изменения землепользования . Это позволяет исследователям предсказать взаимодействие между климатом и экосистемами .

Климатические модели - это системы дифференциальных уравнений, основанных на основных законах физики , движения жидкости и химии . Ученые разделяют планету на трехмерную сетку и применяют основные уравнения к этим сеткам. Атмосферные модели рассчитывают ветры , теплообмен , радиацию , относительную влажность и гидрологию поверхности в каждой сетке и оценивают взаимодействие с соседними точками. Они сочетаются с океаническими моделями для имитации изменчивости климата и изменений , которые возникают в различные временные рамки из -за смещения океанских токов и гораздо большего комбинированного объема и тепловых мощностей глобального океана. Внешние драйверы изменения также могут быть применены. Включая модель ледяного листа, лучше учитывает долгосрочные эффекты, такие как повышение уровня моря .

Использование

Существует три основных типа учреждения, где модели климата разрабатываются, внедрены и используются:

Национальные метеорологические услуги: большинство национальных служб погоды имеют раздел климатологии .
Университеты: соответствующие отделы включают атмосферные науки, метеорологию, климатологию и географию.
Национальные и международные исследовательские лаборатории: примерами являются Национальный центр исследований атмосферных исследований (NCAR, в Боулдере, Колорадо , США), Лабораторию геофизической жидкости (GFDL, в Принстоне, Нью -Джерси , США), Национальная лаборатория Лос -Аламос , Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Хэдли, Центр Для прогнозирования климата и исследований (в Эксетере , Великобритания), Институт метеорологии Макса Планка в Гамбурге, Германии или лаборатории наук о климате и средах (LSCE), Франция.

Большие климатические модели необходимы, но они не идеальны. Внимание все еще должно быть уделено реальному миру (что происходит и почему). Глобальные модели необходимы для ассимиляции всех наблюдений, особенно из космоса (спутники) и провести всесторонний анализ происходящего, а затем их можно использовать для прогнозирования/прогнозов. Простые модели играют роль, которая широко используется и не может распознать упрощения, такие как не включать водный цикл. ^{[ 2 ]}

Общие модели циркуляции (GCM)

Климатические модели - это системы дифференциальных уравнений, основанных на основных законах физики , движения жидкости и химии . Чтобы «запустить» модель, ученые разделяют планету на трехмерную сетку, применяют основные уравнения и оценивают результаты. Атмосферные модели рассчитывают ветры , теплообмен , радиацию , относительную влажность и гидрологию поверхности в каждой сетке и оценивают взаимодействие с соседними точками. ^{[ 3 ]}

Общая модель циркуляции (GCM) - это тип климатической модели. Он использует математическую модель общей циркуляции планетарной атмосферы или океана. Он использует уравнения Navier -Stokes на вращающейся сфере с термодинамическими терминами для различных источников энергии ( излучение , скрытое тепло ). Эти уравнения являются основой для компьютерных программ, используемых для моделирования атмосферы или океанов Земли. Атмосферные и океанические GCM (AGCM и OGCM ) представляют собой ключевые компоненты вместе с морским льдом и компонентами на земле .

GCM и глобальные климатические модели используются для прогнозирования погоды , понимания климата и прогнозирования изменения климата .

Атмосферные GCMS (AGCMS) моделируют атмосферу и навязывают температуру поверхности моря в качестве граничных условий. Связанная атмосфера-океанская GCMS (AOGCMS, EG HADCM3 , EDGCM , GFDL CM2.X , ARPEGE-CLIMAT) ^{[ 4 ]} Объедините две модели. Первая общая климатическая модель циркуляции, которая объединила как океанические, так и атмосферные процессы, была разработана в конце 1960 -х годов в NOAA лаборатории динамики геофизической жидкости ^{[ 5 ]} AOGCM представляют вершину сложности в климатических моделях и усваивают как можно больше процессов. Тем не менее, они все еще находятся в стадии разработки, и остаются неопределенности. Они могут быть связаны с моделями других процессов, таких как углеродный цикл , чтобы лучше моделировать эффекты обратной связи. Такие интегрированные многосистемные модели иногда называют «моделями земной системы» или «глобальными климатическими моделями».

Версии, разработанные в течение десятилетия до столетия, были первоначально созданы Syukuro Manabe и Kirk Bryan в Лаборатории динамики геофизической жидкости (GFDL) в Принстоне, штат Нью -Джерси . ^{[ 3 ]} Эти модели основаны на интеграции различных динамических, химических и иногда биологических уравнений жидкости.

Модели энергетического баланса (EBMS)

Моделирование климатической системы в полном трехмерном пространстве и времени было нецелесообразно до создания крупных вычислительных средств, начиная с 1960-х годов. Чтобы начать понимать, какие факторы могли изменить палеоклиматические состояния Земли, составляющие и размерные сложности системы должны быть уменьшены. Простая количественная модель, которая сбалансированной входящей/исходящей энергии была впервые разработана для атмосферы в конце 19 -го века. ^{[ 6 ]} Другие EBM также ищут экономическое описание температур поверхности, применяя сохранение ограничения энергии к отдельным колонкам системы Земли-Атмосфер. ^{[ 7 ]}

Основные особенности EBM включают их относительную концептуальную простоту и их способность иногда производить аналитические решения . ^{[ 8 ]}^: 19 В некоторых моделях объясняется влияние океана, земли или льда на поверхностный бюджет. Другие включают взаимодействие с частями водного цикла или углеродного цикла . Разнообразные из этих и других моделей по сниженным системам могут быть полезны для специализированных задач, которые дополняют GCM, особенно для того, чтобы преодолеть разрывы между моделированием и пониманием. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

Нулевые модели

Модели с нулевыми размерами рассматривают Землю как точку в космосе, аналогичную бледно-голубой точке, просмотренной Voyager 1 или представлением астронома на очень отдаленные объекты. Этот безразмерный взгляд, в то время как очень ограниченный все еще полезен в том смысле, что законы физики применимы в массовом порядке к неизвестным объектам или в соответствующем смешении, если известны некоторые основные свойства объекта. Например, астрономы знают, что большинство планет в нашей собственной солнечной системе имеют какую -то твердую/жидкую поверхность, окруженную газообразной атмосферой.

Модель с комбинированной поверхностью и атмосферой

Очень простая модель радиационного равновесия Земли

(1-a)S\pi r^{2}=4\pi r^{2}\epsilon \sigma T^{4}

где

Левая сторона представляет общую входящую короткую мощность (в ваттах) от солнца
Правая сторона представляет полную уходящую длинноволновую силу (в ваттах) с Земли, рассчитанную по закону Стефана -Болтцмана .

Постоянные параметры включают

S - солнечная постоянная - входящее солнечное излучение на единицу площади - около 1367 w · m ⁻²
R - это радиус Земли - примечательно 6,371 × 10 ⁶ м
π - математическая постоянная (3.141 ...)
$\sigma$ это постоянная Стефана -Хальцманн - примечательно 5,67 × 10 ⁻⁸ J · K. ⁻⁴· М ⁻²· С ⁻¹

Постоянная $\pi \,r^{2}$ может быть учактирован, давая уравнение для равновесия для равновесия

(1-a)S=4\epsilon \sigma T^{4}

где

Левая сторона представляет входящий поток энергии коротковолны от солнца в w · m ⁻²
Правая сторона представляет собой исходящий длинноволновый поток энергии с Земли в w · m ⁻².

Оставшиеся параметры переменной, характерные для планеты, включают

$a$ Земли является средним альбедо , измерено как 0,3. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}
$T$ Земли Средняя температура поверхности , измеряемая около 288 К. По состоянию на 2020 год. ^{[ 13 ]}
$\epsilon$ является эффективной излучательной способностью комбинированной поверхности и атмосферы Земли (включая облака). Это количество между 0 и 1, которое рассчитывается из равновесия, составляет около 0,61. Для нулевой обработки это эквивалентно среднему значению по всем углам просмотра.

Эта очень простая модель довольно поучительна. Например, он показывает чувствительность температуры к изменениям солнечной постоянной, альбедо Земли или эффективной излучательной способности Земли. Эффективная излучательная способность также измеряет прочность атмосферного парникового эффекта , поскольку это соотношение тепловых выбросов, выходящих к пространству, по сравнению с теми, которые исходят от поверхности. ^{[ 14 ]}

Рассчитанную излучательную способность можно сравнить с доступными данными. Наземная поверхностная эмиссия находится в диапазоне от 0,96 до 0,99 ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} (За исключением некоторых небольших пустынных областей, которые могут быть всего 0,7). Облака, однако, которые покрывают примерно половину поверхности планеты, имеют среднюю излучение около 0,5 ^{[ 17 ]} (который должен быть уменьшен за счет четвертой мощности соотношения абсолютной температуры облака к средней поверхности абсолютной температуры) и средней температуры облака около 258 К (-15 ° C; 5 ° F). ^{[ 18 ]} Принимая во внимание все это должным образом, приводит к эффективной излучательной способности Земли около 0,64 (средняя температура Земля 285 К (12 ° C; 53 ° F)). ^{[ Цитация необходима ]}

Модели с разделенными поверхностными и атмосферными слоями

Безразмерные модели также были построены с функционально отделенными атмосферными слоями с поверхности. Самым простым из них является нулевая модель с одним слоем , ^{[ 19 ]} который может быть легко распространен на произвольное количество атмосферных слоев. Поверхностный и атмосферный слой (ы) характеризуются соответствующей температурой и значением излучения, но без толщины. Применение радиационного равновесия (то есть сохранение энергии) на интерфейсах между слоями создает набор связанных уравнений, которые можно решить. ^{[ 20 ]}

Слоистые модели дают температуру, которые лучше оценивают те, которые наблюдаются на уровне поверхности Земли и атмосферы. ^{[ 21 ]} Они также также иллюстрируют радиационные процессы теплопередачи , которые лежат в основе парникового эффекта. Количественная оценка этого явления с использованием версии однослойной модели была впервые опубликована Сванте Аррениусом в 1896 году. ^{[ 6 ]}

Радиационные модели

Водяной пары является основным детерминантом излучательной атмосферы Земли. Он влияет на потоки радиации и на влияет конвективные потоки тепла таким образом, что согласуется с его равновесной концентрацией и температурой в зависимости от повышения (т.е. влажности относительное распределение ). Это было показано путем уточнения модели нулевого размера в вертикальной к одномерной радиационно-конверситивной модели, которая учитывает два процесса транспортировки энергии: ^{[ 22 ]}

Вплестинг и понижающий радиационный перенос через атмосферные слои, которые как поглощают, так и излучают инфракрасное излучение
Вверх транспорт тепла и конвекцией воздуха и пара, что особенно важно в нижней тропосфере .

Радиационные модели имеют преимущества по сравнению с более простыми моделями, а также закладывают основу для более сложных моделей. ^{[ 23 ]} Они могут оценить как температуру поверхности, так и изменение температуры с высоте более реалистично. Они также имитируют наблюдаемое снижение температуры верхней атмосферы и повышение температуры поверхности, когда следовые количества других не схожих парниковых газов, таких как углекислый газ . включены ^{[ 22 ]}

Другие параметры иногда включаются для имитации локализованных эффектов в других измерениях и для решения факторов, которые движутся энергией вокруг Земли. Например, влияние обратной связи с албедо на льду на глобальную чувствительность к климату было исследовано с использованием одномерной радиационно-конвективной климатической модели. ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}

Модели более высокого размера

Нулевая модель может быть расширена для рассмотрения энергии, транспортируемой горизонтально в атмосфере. Такая модель вполне может быть усреднена зонально . Эта модель имеет то преимущество, заключающееся в том, что позволяет рациональной зависимости локального альбедо и излучения от температуры - полюса может быть разрешено быть ледяным, а экватор теплый - но отсутствие истинной динамики означает, что горизонтальные транспорты должны быть указаны. ^{[ 26 ]}

Ранние примеры включают исследования Михаила Будико и Уильяма Д. Селлерса , которые работали над моделью будико-продавцов ). ^{[ 27 ]}^{[ 28 ]} Эта работа также показала роль положительной обратной связи в климатической системе и считалась основополагающей для моделей энергетического баланса с момента ее публикации в 1969 году. ^{[ 7 ]}^{[ 29 ]}

Земные системы модели промежуточной сложности (EMICS)

В зависимости от характера задаваемых вопросов и соответствующих временных масштабов, на одном экстремальном, концептуальном, более индуктивном моделях, и, на других крайних моделях общего циркуляции, действующих на самом высоком пространственном и временном разрешении в настоящее время. Модели промежуточной сложности моются разрыв. Одним из примеров является модель альпиниста-3. Его атмосфера представляет собой 2,5-мерную статистическую динамическую модель с разрешением 7,5 ° × 22,5 ° и временным шагом в полдня; Океан-это MOM-3 ( модульная модель океана ) с сеткой 3,75 ° × 3,75 ° и 24 вертикальными уровнями. ^{[ 30 ]}

Модели коробок

Модели ящиков являются упрощенными версиями сложных систем, уменьшая их на коробки (или резервуары ), связанные с потоками. Предполагается, что коробки смешаны однородно. Следовательно , в данной коробке концентрация любых химических видов является равномерной. Однако изобилие вида в данной коробке может варьироваться в зависимости от времени из -за ввода (или потери из) коробки или из -за производства, потребления или распада этого вида в коробке. ^{[ Цитация необходима ]}

Простые модели ящиков, IE Box Model с небольшим количеством ящиков, свойства которых (например, их объем) не меняются со временем, часто полезны для получения аналитических формул, описывающих динамику и стационарную изобилие вида. Более сложные модели коробок обычно решаются с использованием численных методов. ^{[ Цитация необходима ]}

Модели коробок широко используются для моделирования экологических систем или экосистем, а также в исследованиях циркуляции океана и углеродного цикла . ^{[ 31 ]} Это экземпляры модели с несколькими комплектацией .

История

В 1956 году Норман Филлипс разработал математическую модель, которая реалистично изображала ежемесячные и сезонные модели в тропосфере. Это была первая успешная климатическая модель. ^{[ 32 ]}^{[ 33 ]} Затем несколько групп начали работать над созданием общих моделей циркуляции . ^{[ 34 ]} Первая общая климатическая модель циркуляции объединила океанические и атмосферные процессы и была разработана в конце 1960 -х годов в лаборатории геофизической динамики жидкости , компонентом Национального администрирования океанических и атмосферных атмосферных отношений США . ^{[ 35 ]}

К 1975 году Manabe и Wetherald разработали трехмерную глобальную климатическую модель , которая дала примерно точное представление текущего климата. Удвоение CO ₂ в атмосфере модели дало примерно на 2 ° C повышение глобальной температуры. ^{[ 36 ]} Несколько других видов компьютерных моделей дали аналогичные результаты: было невозможно сделать модель, которая дала что -то напоминающее фактический климат и не имел повышения температуры, когда концентрация CO ₂ была увеличена.

США К началу 1980 -х годов Национальный центр атмосферных исследований разработал модель атмосферы сообщества (CAM), которая может использоваться сама по себе или в качестве атмосферного компонента модели климатической системы сообщества . Последнее обновление (версия 3.1) автономного камеры было выпущено 1 февраля 2006 года. ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]}^{[ 39 ]} В 1986 году усилия начали инициализировать и моделировать типы почвы и растительности, что привело к более реалистичным прогнозам. ^{[ 40 ]} Связанные климатические модели в океане-атмосфере, такие как Центр прогнозирования климата Хэдли и модель исследований HADCM3 , используются в качестве входных данных для исследований изменения климата . ^{[ 34 ]}

Увеличение достоверности прогнозов со временем

МГЭИК заявил в 2010 году, что у него повышенная уверенность в прогнозах, исходящих от климатических моделей:

«Существует значительная уверенность в том, что климатические модели обеспечивают достоверные количественные оценки будущего изменения климата, особенно в континентальных масштабах и выше. Эта уверенность исходит из основания моделей в принятых физических принципах и от их способности воспроизводить наблюдаемые особенности современного климата и прошлого Изменения климата Доверие в модельных оценках выше для некоторых климатических переменных (например, температура), чем для других (например, осадки). парниковые газы ". ^{[ 41 ]}

Координация исследований

Всемирная программа исследования климата (WCRP), организованная Всемирной метеорологической организацией (WMO), координирует исследовательскую деятельность по моделированию климата по всему миру.

в 2012 году В отчете Национального исследовательского совета США обсуждалось, как крупное и разнообразное американское предприятие моделирования климата может развиваться, чтобы стать более объединенным. ^{[ 42 ]} В отчете говорится, что эффективность может быть получена путем разработки общей программной инфраструктуры, разделяемой всеми исследователями климата США, и проведения ежегодного форума по моделированию климата. ^{[ 43 ]}

Проблемы

Потребление электричества

Климатические модели с разрешением облака в настоящее время работают на суперкомпьютерах высокой интенсивности , которые имеют высокое энергопотребление и, таким образом, вызывают выбросы CO ₂ . ^{[ 44 ]} Они требуют вычислений Exascale (миллиарды миллиардов - т.е., квинтиллион - расчеты в секунду). Например, суперкомпьютер Frontier Exascale потребляет 29 МВт. ^{[ 45 ]} Он может имитировать климат на год в масштабах разрешения облаков за день. ^{[ 46 ]}

Методы, которые могут привести к экономии энергии, включают, например: «снижение вычислений точности с плавающей точкой; разработка алгоритмов машинного обучения, чтобы избежать ненужных вычислений; и создание нового поколения масштабируемых численных алгоритмов, которые могли бы обеспечить более высокую пропускную способность с точки зрения моделируемых лет на стены. день." ^{[ 44 ]}

Параметризация

Параметризация в модели погоды или климата-это метод замены процессов, которые слишком мелкие или сложные, чтобы физически представить в модели упрощенным процессом. Это может быть контрастировано с другими процессами-EG, крупномасштабным потоком атмосферы-который явно разрешается в моделях. С этими параметрами связаны различные параметры, используемые в упрощенных процессах. Примеры включают в себя скорость спуска дождей, конвективные облака, упрощения атмосферного радиационного переноса на основе атмосферных кодов переноса радиационного переноса и облачной микрофизики . Радиционные параметризации важны как для атмосферного, так и для океанического моделирования. Атмосферные выбросы из разных источников в отдельных ящиках сетки также должны быть параметризованы, чтобы определить их влияние на качество воздуха .

Смотрите также

Ссылки

^ МГЭИК (2014). «Отчет о синтезе AR5 - изменение климата 2014. Вклад рабочих групп I, II и III в пятый отчет об оценке межправительственной панели в изменение климата» (PDF) : 58. Вставка 2.3. «Модели», как правило, являются численным моделированием систем реального мира, калиброванными и проверенными с использованием наблюдений из экспериментов или аналогий, а затем работают с использованием входных данных, представляющих будущий климат. Модели также могут включать в себя в основном описательные повествования о возможном будущем, таких как те, которые используются в сценарии. Количественные и описательные модели часто используются вместе. {{cite journal}}: CITE Journal требует |journal= ( помощь )
^ Тренберт, Кевин Э. (2022). «Глава 1: Земля и климатическая система». Изменение потока энергии через климатическую систему (1 изд.). Издательство Кембриджского университета. doi : 10.1017/9781108979030 . ISBN 978-1-108-97903-0 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} «Первая климатическая модель» . 200 -й праздник NOAA. 2007.
^ [1] Архивировано 27 сентября 2007 года на машине Wayback
^ «NOAA 200 -й Top Tens: прорывы: первая климатическая модель» . NOAA.gov .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Сванте Аррениус (1896). «О влиянии углекислота в воздухе на температуре земли» . Философский журнал и журнал науки . 41 (251): 237–276. doi : 10.1080/14786449608620846 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Север, Джеральд Р.; Стивенс, Марк Дж. (2006), «Модели климата энергетического баланса», в Kiehl, JT; Раманатан, В. (ред.), Границы в области моделирования климата , Кембриджский университет, с. 52, doi : 10.1017/cbo9780511535857.004 , HDL : 2060/19810008165 , ISBN 9780511535857
^ Север, Джеральд Р.; Kwang-Yul, Kim (2017), Climate Models Energy Balance , серия Wiley в области атмосферной физики и дистанционного зондирования, Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-41132-0
^ Held, Isaac M. (2005). «Разрыв между симуляцией и пониманием в моделировании климата». Бюллетень Американского метеорологического общества . 86 (11): 1609–1614. doi : 10.1175/bams-86-11-1609 .
^ Polvani, LM; Клемент, AC; Medeiros, B.; Бенедикт, JJ; Симпсон, IR (2017). «Когда меньше - больше: открывать дверь для более простых климатических моделей» . EOS (98). doi : 10.1029/2017EO079417 .
^ Гуд, PR; и др. (2001). «Земные наблюдения за отражением Земли» (PDF) . Геофий. Резерв Летал 28 (9): 1671–4. Bibcode : 2001georl..28.1671g . doi : 10.1029/2000gl012580 . S2CID 34790317 . Архивировано (PDF) из оригинала 22 июля 2018 года.
^ «Ученые следят за темной стороной луны, чтобы контролировать климат Земли» . Американский геофизический союз . 17 апреля 2001 года. Архивировано с оригинала 27 февраля 2009 года . Получено 1 марта 2010 года .
^ «Изменение климата: глобальная температура» . Ноаа . Получено 6 июля 2023 года .
^ «Облака и сияющая энергетическая система Земли» (PDF) . НАСА. 2013. Архивировано из оригинала (PDF) 18 февраля 2013 года.
^ «Образцы морской воды - излучения» . ucsb.edu .
^ Джин М, Лян С. (15 июня 2006 г.). «Улучшенный параметр излучения поверхности земли для моделей поверхности земли с использованием глобальных наблюдений от дистанционного зондирования» (PDF) . J. Климат . 19 (12): 2867–81. Bibcode : 2006jcli ... 19.2867j . doi : 10.1175/jcli3720.1 . Архивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2007 года.
^ TR Shiespert; SA Clough; PD Brown; WL Smith; Ro Knuteson; SA Ackerman. «Спектральное облако излучения от lblrtm/aeri qme» (PDF) . Материалы восьмого атмосферного радиационного измерения (ARM) Встреча научной группы в марте 1998 г. Тусон, Аризона . Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2006 года.
^ Ag Gorelik; V. Sterljadkin; Э. Кадигров; А. Колдаев. «Микроволновая и ИК -радиометрия для оценки баланса атмосферного радиации и образования морского льда» (PDF) . Материалы Одиннадцатого атмосферного радиационного измерения (ARM) Научно -сознание март 2001 г. Атланта, штат Джорджия . Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2006 года.
^ «Климатическая научная научанная науза - атмосферное потепление - однослойная модель атмосферы» . Американское химическое общество . Получено 2 октября 2022 года .
^ «Климатическая научная научанная науза - атмосферное потепление - многослойная модель атмосферы» . Американское химическое общество . Получено 2 октября 2022 года .
^ «Meteo 469: от метеорологии до смягчения - Понимание глобального потепления - Урок 5 - Моделирование климатической системы - модель однослойного энергетического баланса» . Пенсильванский государственный университет Колледжа минералов и наук о Земле - Департамент метеорологии и атмосферных наук . Получено 2 октября 2022 года .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Манабе, Сиукуро ; Wetherald, Richard T. (1 мая 1967 г.). «Тепловое равновесие атмосферы с данным распределением относительной влажности» . Журнал атмосферных наук . 24 (3): 241–259. Bibcode : 1967Jats ... 24..241M . doi : 10.1175/1520-0469 (1967) 024 <0241: teotaw> 2,0.co; 2 .
^ "Факты Syukuro Sanabe " nobelprize.org 14 2023ноября
^ «Pubs.giss: Wang and Stone 1980: Влияние отзывов льда на глобальную чувствительность в одномерной ...» NASA.gov . Архивировано из оригинала 30 июля 2012 года.
^ Ван, WC; PH Stone (1980). «Влияние обратной связи с албедо на льду на глобальную чувствительность в одномерной радиационно-конверсионной климатической модели» . J. Atmos. Наука 37 (3): 545–52. Bibcode : 1980Jats ... 37..545W . doi : 10.1175/1520-0469 (1980) 037 <0545: eoiafo> 2,0.co; 2 .
^ «Модели энергетического баланса» . shodor.org .
^ Ми Будико (1969). «Влияние изменений солнечного излучения на климат Земли» . Теллус . 21 (5): 611–619. doi : 10.3402/tellusa.v21i5.10109 .
^ Уильям Д. Селлерс (1969). «Глобальная климатическая модель, основанная на энергетическом балансе системы Земли-Атмосфер» . Журнал прикладной метеорологии . 8 (3): 392–400. Bibcode : 1969japme ... 8..392s . doi : 10.1175/1520-0450 (1969) 008 <0392: agcmbo> 2.0.co; 2 .
^ Дж. Грэм Когли (1990). «Двадцать пять лет физической климатологии». Глобальные и планетарные изменения . 2 (3–4): 213–216. doi : 10.1016/0921-8181 (90) 90001-S .
^ "EMICS1" . pik-potsdam.de .
^ Sarmiento, JL; Toggweiler, JR (1984). «Новая модель роли океанов в определении атмосферного P CO 2». Природа . 308 (5960): 621–24. Bibcode : 1984natur.308..621s . doi : 10.1038/308621A0 . S2CID 4312683 .
^ Норман А. Филлипс (апрель 1956 г.). «Общая циркуляция атмосферы: числовой эксперимент» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 82 (352): 123–154. Bibcode : 1956qjrms..82..123p . doi : 10.1002/QJ.49708235202 .
^ Джон Д. Кокс (2002). Штормовые наблюдатели . John Wiley & Sons, Inc. с. 210 . ISBN 978-0-471-38108-2 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Питер Линч (2006). «Интеграции ENIAC» . Появление численного прогнозирования погоды: мечта Ричардсона . Издательство Кембриджского университета . п. 208. ISBN 978-0-521-85729-1 Полем Получено 6 февраля 2018 года .
^ Национальное управление океана и атмосферы (22 мая 2008 г.). «Первая климатическая модель» . Получено 8 января 2011 года .
^ Manabe S.; Wetherald RT (1975). «Влияние удвоения концентрации CO ₂ на климат общей модели циркуляции» . Журнал атмосферных наук . 32 (3): 3–15. Bibcode : 1975Jats ... 32 .... 3M . doi : 10.1175/1520-0469 (1975) 032 <0003: teodtc> 2,0.co; 2 .
^ "CAM 3.1 Скачать" . www.cesm.ucar.edu . Получено 25 июня 2019 года .
^ Уильям Д. Коллинз; и др. (Июнь 2004 г.). «Описание модели атмосферы сообщества NCAR (CAM 3.0)» (PDF) . Университетская корпорация по атмосферным исследованиям . Архивировано из оригинала (PDF) 26 сентября 2019 года . Получено 3 января 2011 года .
^ «CAM3.0 Community Atmosphere Model» . Университетская корпорация по атмосферным исследованиям . Получено 6 февраля 2018 года .
^ Yongkang Xue & Michael J. Fennessey (20 марта 1996 г.). «Влияние свойств растительности на предсказание летней погоды в США» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 101 (D3): 7419. Bibcode : 1996jgr ... 101.7419x . Citeseerx 10.1.1.453.551 . doi : 10.1029/95JD02169 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2010 года . Получено 6 января 2011 года .
^ «Климатические модели и их оценка» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2010 года . Получено 29 августа 2010 года .
^ «Отчет Национального исследовательского совета США, национальная стратегия развития климатического моделирования » . Архивировано из оригинала 3 октября 2012 года . Получено 18 января 2021 года .
^ «Отчет Национального исследовательского совета США, национальная стратегия развития климатического моделирования » . Архивировано из оригинала 18 октября 2012 года . Получено 3 октября 2012 года .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Лофт, Ричард (2020). «Моделирование системы Земли должно стать более энергоэффективным» . EOS (101). doi : 10.1029/2020EO147051 . ISSN 2324-9250 .
^ Трейдер, Тиффани (2021). «Frontier для достижения 20 МВт Exascale Power Target, установленной DARPA в 2008 году» . HPCWIRE . Получено 8 декабря 2023 года .
^ «Климатическая модель, разрешающая облаком, встречается с самым быстрым суперкомпьютером в мире» . Лабновые . Получено 8 декабря 2023 года .

Внешние ссылки

Почему результаты следующего поколения климатических моделей имеют значение углерода, гостевой пост Белчер, Баучер, Саттон, 21 марта 2019 г.

Климатические модели в Интернете:

[1] МГЭИК (2014). «Отчет о синтезе AR5 - изменение климата 2014. Вклад рабочих групп I, II и III в пятый отчет об оценке межправительственной панели в изменение климата» (PDF) : 58. Вставка 2.3. «Модели», как правило, являются численным моделированием систем реального мира, калиброванными и проверенными с использованием наблюдений из экспериментов или аналогий, а затем работают с использованием входных данных, представляющих будущий климат. Модели также могут включать в себя в основном описательные повествования о возможном будущем, таких как те, которые используются в сценарии. Количественные и описательные модели часто используются вместе. {{cite journal}}: CITE Journal требует |journal= ( помощь )

[2] Тренберт, Кевин Э. (2022). «Глава 1: Земля и климатическая система». Изменение потока энергии через климатическую систему (1 изд.). Издательство Кембриджского университета. doi : 10.1017/9781108979030 . ISBN 978-1-108-97903-0 .

[General_circulation_model_noaa200-3] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} «Первая климатическая модель» . 200 -й праздник NOAA. 2007.

[4] [1] Архивировано 27 сентября 2007 года на машине Wayback

[5] «NOAA 200 -й Top Tens: прорывы: первая климатическая модель» . NOAA.gov .

[sa1896-6] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Сванте Аррениус (1896). «О влиянии углекислота в воздухе на температуре земли» . Философский журнал и журнал науки . 41 (251): 237–276. doi : 10.1080/14786449608620846 .

[north06-7] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Север, Джеральд Р.; Стивенс, Марк Дж. (2006), «Модели климата энергетического баланса», в Kiehl, JT; Раманатан, В. (ред.), Границы в области моделирования климата , Кембриджский университет, с. 52, doi : 10.1017/cbo9780511535857.004 , HDL : 2060/19810008165 , ISBN 9780511535857

[8] Север, Джеральд Р.; Kwang-Yul, Kim (2017), Climate Models Energy Balance , серия Wiley в области атмосферной физики и дистанционного зондирования, Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-41132-0

[9] Held, Isaac M. (2005). «Разрыв между симуляцией и пониманием в моделировании климата». Бюллетень Американского метеорологического общества . 86 (11): 1609–1614. doi : 10.1175/bams-86-11-1609 .

[10] Polvani, LM; Клемент, AC; Medeiros, B.; Бенедикт, JJ; Симпсон, IR (2017). «Когда меньше - больше: открывать дверь для более простых климатических моделей» . EOS (98). doi : 10.1029/2017EO079417 .

[11] Гуд, PR; и др. (2001). «Земные наблюдения за отражением Земли» (PDF) . Геофий. Резерв Летал 28 (9): 1671–4. Bibcode : 2001georl..28.1671g . doi : 10.1029/2000gl012580 . S2CID 34790317 . Архивировано (PDF) из оригинала 22 июля 2018 года.

[12] «Ученые следят за темной стороной луны, чтобы контролировать климат Земли» . Американский геофизический союз . 17 апреля 2001 года. Архивировано с оригинала 27 февраля 2009 года . Получено 1 марта 2010 года .

[13] «Изменение климата: глобальная температура» . Ноаа . Получено 6 июля 2023 года .

[14] «Облака и сияющая энергетическая система Земли» (PDF) . НАСА. 2013. Архивировано из оригинала (PDF) 18 февраля 2013 года.

[15] «Образцы морской воды - излучения» . ucsb.edu .

[16] Джин М, Лян С. (15 июня 2006 г.). «Улучшенный параметр излучения поверхности земли для моделей поверхности земли с использованием глобальных наблюдений от дистанционного зондирования» (PDF) . J. Климат . 19 (12): 2867–81. Bibcode : 2006jcli ... 19.2867j . doi : 10.1175/jcli3720.1 . Архивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2007 года.

[17] TR Shiespert; SA Clough; PD Brown; WL Smith; Ro Knuteson; SA Ackerman. «Спектральное облако излучения от lblrtm/aeri qme» (PDF) . Материалы восьмого атмосферного радиационного измерения (ARM) Встреча научной группы в марте 1998 г. Тусон, Аризона . Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2006 года.

[18] Ag Gorelik; V. Sterljadkin; Э. Кадигров; А. Колдаев. «Микроволновая и ИК -радиометрия для оценки баланса атмосферного радиации и образования морского льда» (PDF) . Материалы Одиннадцатого атмосферного радиационного измерения (ARM) Научно -сознание март 2001 г. Атланта, штат Джорджия . Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2006 года.

[19] «Климатическая научная научанная науза - атмосферное потепление - однослойная модель атмосферы» . Американское химическое общество . Получено 2 октября 2022 года .

[20] «Климатическая научная научанная науза - атмосферное потепление - многослойная модель атмосферы» . Американское химическое общество . Получено 2 октября 2022 года .

[21] «Meteo 469: от метеорологии до смягчения - Понимание глобального потепления - Урок 5 - Моделирование климатической системы - модель однослойного энергетического баланса» . Пенсильванский государственный университет Колледжа минералов и наук о Земле - Департамент метеорологии и атмосферных наук . Получено 2 октября 2022 года .

[manwether-22] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Манабе, Сиукуро ; Wetherald, Richard T. (1 мая 1967 г.). «Тепловое равновесие атмосферы с данным распределением относительной влажности» . Журнал атмосферных наук . 24 (3): 241–259. Bibcode : 1967Jats ... 24..241M . doi : 10.1175/1520-0469 (1967) 024 <0241: teotaw> 2,0.co; 2 .

[23] "Факты Syukuro Sanabe " nobelprize.org 14 2023ноября

[24] «Pubs.giss: Wang and Stone 1980: Влияние отзывов льда на глобальную чувствительность в одномерной ...» NASA.gov . Архивировано из оригинала 30 июля 2012 года.

[25] Ван, WC; PH Stone (1980). «Влияние обратной связи с албедо на льду на глобальную чувствительность в одномерной радиационно-конверсионной климатической модели» . J. Atmos. Наука 37 (3): 545–52. Bibcode : 1980Jats ... 37..545W . doi : 10.1175/1520-0469 (1980) 037 <0545: eoiafo> 2,0.co; 2 .

[26] «Модели энергетического баланса» . shodor.org .

[27] Ми Будико (1969). «Влияние изменений солнечного излучения на климат Земли» . Теллус . 21 (5): 611–619. doi : 10.3402/tellusa.v21i5.10109 .

[28] Уильям Д. Селлерс (1969). «Глобальная климатическая модель, основанная на энергетическом балансе системы Земли-Атмосфер» . Журнал прикладной метеорологии . 8 (3): 392–400. Bibcode : 1969japme ... 8..392s . doi : 10.1175/1520-0450 (1969) 008 <0392: agcmbo> 2.0.co; 2 .

[<ref-29] Дж. Грэм Когли (1990). «Двадцать пять лет физической климатологии». Глобальные и планетарные изменения . 2 (3–4): 213–216. doi : 10.1016/0921-8181 (90) 90001-S .

[30] "EMICS1" . pik-potsdam.de .

[Sarmiento1984-31] Sarmiento, JL; Toggweiler, JR (1984). «Новая модель роли океанов в определении атмосферного P CO 2». Природа . 308 (5960): 621–24. Bibcode : 1984natur.308..621s . doi : 10.1038/308621A0 . S2CID 4312683 .

[Atmospheric_model_Phillips-32] Норман А. Филлипс (апрель 1956 г.). «Общая циркуляция атмосферы: числовой эксперимент» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 82 (352): 123–154. Bibcode : 1956qjrms..82..123p . doi : 10.1002/QJ.49708235202 .

[Atmospheric_model_Cox210-33] Джон Д. Кокс (2002). Штормовые наблюдатели . John Wiley & Sons, Inc. с. 210 . ISBN 978-0-471-38108-2 .

[Atmospheric_model_Lynch_Ch10-34] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Питер Линч (2006). «Интеграции ENIAC» . Появление численного прогнозирования погоды: мечта Ричардсона . Издательство Кембриджского университета . п. 208. ISBN 978-0-521-85729-1 Полем Получено 6 февраля 2018 года .

[35] Национальное управление океана и атмосферы (22 мая 2008 г.). «Первая климатическая модель» . Получено 8 января 2011 года .

[36] Manabe S.; Wetherald RT (1975). «Влияние удвоения концентрации CO ₂ на климат общей модели циркуляции» . Журнал атмосферных наук . 32 (3): 3–15. Bibcode : 1975Jats ... 32 .... 3M . doi : 10.1175/1520-0469 (1975) 032 <0003: teodtc> 2,0.co; 2 .

[37] "CAM 3.1 Скачать" . www.cesm.ucar.edu . Получено 25 июня 2019 года .

[38] Уильям Д. Коллинз; и др. (Июнь 2004 г.). «Описание модели атмосферы сообщества NCAR (CAM 3.0)» (PDF) . Университетская корпорация по атмосферным исследованиям . Архивировано из оригинала (PDF) 26 сентября 2019 года . Получено 3 января 2011 года .

[39] «CAM3.0 Community Atmosphere Model» . Университетская корпорация по атмосферным исследованиям . Получено 6 февраля 2018 года .

[40] Yongkang Xue & Michael J. Fennessey (20 марта 1996 г.). «Влияние свойств растительности на предсказание летней погоды в США» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 101 (D3): 7419. Bibcode : 1996jgr ... 101.7419x . Citeseerx 10.1.1.453.551 . doi : 10.1029/95JD02169 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2010 года . Получено 6 января 2011 года .

[41] «Климатические модели и их оценка» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2010 года . Получено 29 августа 2010 года .

[42] «Отчет Национального исследовательского совета США, национальная стратегия развития климатического моделирования » . Архивировано из оригинала 3 октября 2012 года . Получено 18 января 2021 года .

[43] «Отчет Национального исследовательского совета США, национальная стратегия развития климатического моделирования » . Архивировано из оригинала 18 октября 2012 года . Получено 3 октября 2012 года .

[:0-44] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Лофт, Ричард (2020). «Моделирование системы Земли должно стать более энергоэффективным» . EOS (101). doi : 10.1029/2020EO147051 . ISSN 2324-9250 .

[45] Трейдер, Тиффани (2021). «Frontier для достижения 20 МВт Exascale Power Target, установленной DARPA в 2008 году» . HPCWIRE . Получено 8 декабря 2023 года .

[46] «Климатическая модель, разрешающая облаком, встречается с самым быстрым суперкомпьютером в мире» . Лабновые . Получено 8 декабря 2023 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

v Т и Научное моделирование
Biological	Cellular model Chemical process modeling Ecosystem model Infectious disease model Metabolic network modelling Modelling biological systems Protein structure prediction
Environmental	Atmospheric model Chemical transport model Climate model Geologic modelling Groundwater model Hydrological model Hydrological transport model Modular Ocean Model Wildfire modeling
Sustainability	Energy modeling Integrated assessment modelling Population model
Social	Biopsychosocial model Business process modelling Catastrophe modeling Construction and management simulation Crime mapping Economic model Input–output model
Related topics	Data visualization List of computer simulation software Mathematical modeling Systems theory Systems thinking Visual analytics