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Modelo acoplado de laboratorio de dinámica de fluidos geofísicos

El modelo acoplado del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos ( GFDL CM2.5 ) es un modelo acoplado de circulación general atmósfera-océano (AOGCM) desarrollado en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la NOAA en los Estados Unidos. Es uno de los principales modelos climáticos utilizados en el Cuarto Informe de Evaluación del IPCC , junto con los modelos desarrollados en el Instituto Max Planck para la Investigación del Clima, el Centro Hadley y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica .

Composición

Atmósfera

El componente atmosférico de los modelos CM2.X emplea una atmósfera de 24 niveles con una resolución horizontal de 2° en dirección este-oeste y 2,5° en dirección norte-sur. Esta resolución es suficiente para resolver los grandes ciclones de latitudes medias responsables de la variabilidad meteorológica. Sin embargo, es demasiado burda para resolver procesos como huracanes o tormentas intensas. La atmósfera incluye una representación de los flujos radiativos, la mezcla en la capa límite atmosférica, representaciones de los impactos de las nubes estratos y cúmulos , un esquema para representar la resistencia de los vientos de nivel superior causada por las ondas de gravedad , los cambios en la distribución espacial del ozono y la capacidad de representar el impacto de múltiples gases de efecto invernadero.

Océano

El componente oceánico es un océano de 50 niveles, que se ejecuta con una resolución de 1° en la dirección este-oeste y varía en la dirección norte-sur desde 1 grado en las regiones polares hasta 1/3 de grado a lo largo del ecuador. Esta resolución es suficiente para resolver el sistema de corrientes ecuatoriales, pero es demasiado gruesa para capturar los remolinos de mesoescala altamente energéticos , cuyos efectos advectivos y difusivos están parametrizados. Otras parametrizaciones clave incluyen una altura de superficie libre que cambia en respuesta a la evaporación, la precipitación y la convergencia de las corrientes oceánicas, la absorción de la luz solar vinculada a las concentraciones de clorofila observadas, una representación de la capa mixta oceánica , la inclusión de la turbulencia generada por la mezcla de mareas en las plataformas y esquemas que permiten que el agua de mares marginales como los mares Rojo y Báltico se "mezcle" a través de estrechos angostos en sus desembocaduras.

Descripción de la simulación

Se ejecutaron dos conjuntos de modelos para el IPCC, que consisten en circulaciones oceánicas muy similares pero con diferentes metodologías para resolver las ecuaciones de movimiento. El resultado es que los modelos tienen tensiones de viento muy diferentes sobre el Océano Austral , con el CM2.0 exhibiendo el sesgo común de vientos que se desplazan hacia el ecuador, pero el modelo CM2.1 es uno de los pocos que tiene vientos cerca de la latitud y magnitud correctas en esta región (Russell et al., 2006). El trabajo de Reichler y Kim en la Universidad de Utah sugiere que esta serie de modelos es uno de los mejores modelos en una gama de características atmosféricas. También tiene una de las mejores simulaciones de El Niño entre los modelos del IPCC (van Oldenburgh et al., 2005; Wittenberg et al., 2006). Sin embargo, como es el caso con la mayoría de los AOGCM ejecutados sin ajuste de flujo, los modelos no logran capturar las zonas de afloramiento frío a lo largo de los límites orientales del Pacífico y el Atlántico, y tienden a producir una cuenca amazónica excesivamente seca.

Desarrollo adicional

El desarrollo del modelo CM2.1 ha avanzado en tres áreas. [1] La mejora del modelado de aerosoles y de la química atmosférica condujo a un modelo CM3 en 2011. [2] La mejora en el modelado de los ciclos biogeoquímicos condujo a los modelos ESM2M y ESM2G. [3] [4] Un tercer enfoque fue aumentar la resolución del modelo CM2, lo que condujo a los modelos CM2.5, CM26, FLOR y HiFLOR. [1]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "Modelado climático de alta resolución – Laboratorio de dinámica de fluidos geofísicos". www.gfdl.noaa.gov . GFDL . Consultado el 5 de septiembre de 2017 .
  2. ^ Donner, Leo J.; Wyman, Bruce L.; Hemler, Richard S.; Horowitz, Larry W.; Ming, Yi; Zhao, Ming; Golaz, Jean-Christophe; Ginoux, Paul; Lin, S.-J.; Schwarzkopf, M. Daniel; Austin, John; Alaka, Ghassan; Cooke, William F.; Delworth, Thomas L.; Freidenreich, Stuart M.; Gordon, CT; Griffies, Stephen M.; Held, Isaac M.; Hurlin, William J.; Klein, Stephen A.; Knutson, Thomas R.; Langenhorst, Amy R.; Lee, Hyun-Chul; Lin, Yanluan; Magi, Brian I.; Malyshev, Sergey L.; Milly, PCD; Naik, Vaishali; Nath, Mary J.; Pincus, Robert; Ploshay, Jeffrey J.; Ramaswamy, V.; Seman, Charles J.; Shevliakova, Elena; Sirutis, Joseph J.; Stern, William F.; Stouffer, Ronald J.; Wilson, R. John; Winton, Michael; Wittenberg, Andrew T.; Zeng, Fanrong (julio de 2011). "El núcleo dinámico, las parametrizaciones físicas y las características básicas de simulación del componente atmosférico AM3 del modelo acoplado global GFDL CM3". Journal of Climate . 24 (13): 3484–3519. Bibcode :2011JCli...24.3484D. doi : 10.1175/2011JCLI3955.1 .
  3. ^ Dunne, John P.; John, Jasmin G.; Shevliakova, Elena; Stouffer, Ronald J.; Krasting, John P.; Malyshev, Sergey L.; Milly, PCD; Sentman, Lori T.; Adcroft, Alistair J.; Cooke, William; Dunne, Krista A.; Griffies, Stephen M.; Hallberg, Robert W.; Harrison, Matthew J.; Levy, Hiram; Wittenberg, Andrew T.; Phillips, Peter J.; Zadeh, Niki (abril de 2013). "Modelos de sistemas de clima y carbono acoplados globales ESM2 de GFDL. Parte II: Formulación del sistema de carbono y características de simulación de línea base*". Revista del clima . 26 (7): 2247–2267. Código Bibliográfico :2013JCli...26.2247D. doi : 10.1175/JCLI-D-12-00150.1 .
  4. ^ Dunne, John P.; John, Jasmin G.; Adcroft, Alistair J.; Griffies, Stephen M.; Hallberg, Robert W.; Shevliakova, Elena; Stouffer, Ronald J.; Cooke, William; Dunne, Krista A.; Harrison, Matthew J.; Krasting, John P.; Malyshev, Sergey L.; Milly, PCD; Phillipps, Peter J.; Sentman, Lori T.; Samuels, Bonita L.; Spelman, Michael J.; Winton, Michael; Wittenberg, Andrew T.; Zadeh, Niki (octubre de 2012). "Modelos acoplados globales de clima y carbono del sistema terrestre ESM2 de GFDL. Parte I: Formulación física y características de simulación de línea base". Journal of Climate . 25 (19): 6646–6665. Código Bibliográfico :2012JCli...25.6646D. doi : 10.1175/JCLI-D-11-00560.1 .

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