美国研发高精度气候模型精确预测气候状况
时间:2017-12-07

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  GEOS-5气候模式由图片模拟而成,模型精确预测了主要云系的位置和形态

  地球同步轨道环境卫星拍摄的卫星图像

  北京时间6月16日消息,根据美国宇航局官方网站报道,美国宇航局地球系统科学家最近开发出迄今为止准确度最高的地球气候模型GEOS-5气候模型,并绘制了全球气候模拟模型。模拟图像与卫星图像的比较表明,GEOS-5气候模型能准确预测气候条件。

  科学是一个过程。科学家首先需要在现场进行观察,然后做出假设来解释观察,最后通过系统的验证和推理找到支持或反驳他们假设的证据,从而得出科学的结论。许多人可能会认为科学家正在做假设和验证,而且一切都在实验室完成。但是对于研究地球如何运作的地球系统科学家来说,他们的实验室就是整个地球。面对一个巨大的星球,科学家很难在狭窄的实验室中系统地研究世界不同地区不同气温或云雨的影响。相反,他们结合实地观察形成复杂的计算机模型进行模拟研究。借助这些模型,科学家们可以测试和验证不同的假设,并使用真实的观测来检测科学家如何才能真正理解地球的大气,陆地和海洋如何一起工作。

  本文中的两幅图像分别是地球气候模型(上图)和地球同步卫星图像(GEO)。上图显示了两种不同方式同时获得的气候条件。地球气候模型被称为“Goddode地球观测系统模型 - 第五版”(GEOS-5),是目前为止最准确的地球气候模型。下图显示了由美国宇航局和地球同步轨道环境卫星拍摄的卫星图像。美国国家海洋和大气管理局。图片比较表明,GEOS-5模型准确地预测了2010年2月6日的云特征。当天,一场强烈的寒冷使得暴雪几英尺厚到达华盛顿特区

  2010年2月6日,GEOS-5模型和地球同步轨道环境卫星传感器被用来测量地球上的红外云。两张照片显示,天空覆盖着厚厚的云层,模拟图像与卫星图像描绘的非常吻合。该模型准确地预测了主体云系的位置和形状,如北大西洋东部的卷云和美国海岸附近的强烈冬季风暴。高精度的GEOS-5气候模型甚至可以详细预测云的形状细节。在2月6日的模拟中,气候模式预测了一些小云的边缘,云街现象以及冬季风暴的东部细节。在全球模拟中,气候模式也准确预测了热带地区的大量雷暴。

  GEOS-5气候模式的精度通常为每像素5公里,尽管精确到每像素3.5公里,但它也是世界上最准确的全球气候模型。平均气候模型在云模拟中每像素约为28公里。这意味着由正常气候模式生成的全球平面地图包含777,000个网格单元(像素),而精度为5 km的GEOS-5气候模型(顶部)包含2400万个网格单元。因此,科学家可以获得更详细的信息地球基于GEOS-5气候模式。

  像所有的气候模型一样,GEOS-5气候模型使用数学方程来计算气候变化。地球气候的一些物理特性,如温度和能量,需要现场测量,实时数据输入到模型中,以确保模型与现实世界一致,当然,数百万的计算需要数千个计算机处理器来构建模型,GEOS-5气候模型运行在美国宇航局戈达德太空飞行中心新成立的气候模拟中心的超级计算机上。超级计算机拥有近15,000个处理器。

  气候科学家将使用GEOS-5气候模型来预测未来几十年的气候变化。 2010年6月2日,NASA气候模拟中心以新名称开始运作。

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