真實的海洋模型需要強大的計算能力，尤其是當分辨率從幾十公里的尺度增加到一公里時。這些模型用于短期和季節(jié)性天氣預報，以及長期氣候模擬，所有這些都經(jīng)常用于決策。解決方案越好，就可以更好地了解和減輕潛在危險，從而為所有人帶來更好的情況……對嗎?

這是佛羅里達州立大學海洋-大氣預測研究中心的 Eric P. Chassignet 和 Xu Xiaobiao 在 7 月 31 日發(fā)表在《大氣科學進展》上的一篇綜述研究中提出的問題。

“提高分辨率可以讓你解決越來越多的小尺度海洋特征，隨之而來的問題是海洋環(huán)流的整體表現(xiàn)是否有相應(yīng)的改善以及代價是什么，”該中心負責人 Chassignet 說。 . “換句話說，真正能夠更好地了解海洋物理學和地球氣候的分辨率和計算資源的最佳比例是多少?”

水平分辨率為 100 公里左右的粗分辨率模式主要用于氣候應(yīng)用，此類模式中的洋流趨于廣泛和穩(wěn)定。當模型的分辨率增加到大約 10 公里時，洋流變得不穩(wěn)定，形成旋轉(zhuǎn)的海洋中尺度渦流，有點像大氣中的風暴。就像風暴一樣，它們會對地球系統(tǒng)的其他組成部分產(chǎn)生影響。

然而，根據(jù) Chassignet 的說法，解析中尺度渦流不足以準確模擬海洋環(huán)流。他的團隊確定將分辨率提高到大約一公里，這使得模型能夠模擬更小的、亞中尺度的渦流，將他們的墨西哥灣流模型轉(zhuǎn)變?yōu)楦咏鼘嶋H觀察結(jié)果的真實再現(xiàn)。

“我們認為，解決亞中尺度特征與解決中尺度渦旋一樣重要，”Chassignet 說。

然而，分辨率是有代價的，也是令人擔憂的，因為模型的分辨率每增加 2 倍，就需要將計算能力增加 10 倍。根據(jù) Chassignet 的說法，需要做更多的工作來更好地了解增加分辨率提高了海洋水團的整體表現(xiàn)。

“下一步是有套路，分尺度，解決全球海洋模式，所以我們可以充分評估其能力模型的海洋和量化其在氣候模型的影響，” Chassignet說，并指出，隨著計算機科學家密切合作是必不可少的確保計算機系統(tǒng)能夠更有效地處理地球系統(tǒng)的建模需求。