زمین پشتیبانی از خیره کننده طیف وسیعی از جغرافیای اکوسیستم و محیط هر کدام بنادر به همان اندازه آرایه ای قابل توجه از الگوهای آب و هوایی و حوادث. آب و هوا است که مجموع تمام این حوادث به طور متوسط بیش از یک خاص در طول زمان برای یک منطقه خاص. به دنبال در تصویر بزرگ آب و هوای زمین فقط به پایان رسید در این دهه در بالا توجه داشته باشید — اگر چه این نوع یک ممکن است جشن می گیرند.

در ماه ژانویه چندین پیشرو در ایالات متحده و اروپا علم آژانس گزارش داد 2019 به عنوان دومین-پرطرفدارترین سال سابقه بسته شدن از داغترین دهه است. جولای رفتم به عنوان گرم ترین ماه تا کنون ثبت شده است.

با استفاده از جدید با وضوح بالا و مدل های توسعه یافته از طریق وزارت انرژی (DOE) از علم محققان در حال تلاش برای پیش بینی این نوع از روند برای آینده نزدیک و در قرن آینده; امیدوار به ارائه پایه و اساس علمی برای کمک به کاهش اثرات شدید آب و هوا در انرژی و زیرساخت و کشاورزی در میان سایر خدمات ضروری مورد نیاز برای حفظ تمدن در حال حرکت رو به جلو است.

هفت DOE ملی آزمایشگاه از جمله آزمایشگاه ملی آرگون ای در میان یک بزرگتر همکاری کار برای پیشبرد وضوح بالا نسخه از انرژی Exascale سیستم زمین مدل (E3SM). شبیه سازی آنها توسعه یافته می توانید ضبط دقیق ترین دینامیک آب و هوا-تولید رفتار از حمل و نقل گرما از طریق اقیانوس پیچش — advection-به شکل گیری طوفان در جو است.

“E3SM یک سیستم زمین مدل طراحی شده برای شبیه سازی چگونه ترکیبی از دما و وزش باد و بارش الگوهای جریانهای اقیانوسی و زمین نوع سطح می تواند نفوذ منطقه ای آب و هوا و ساخته شده است زیرساخت های محلی و منطقه ای و جهانی مقیاس” توضیح می دهد که رابرت یعقوب آرگون را E3SM سرب و آب و هوا دانشمند در علوم محیط زیست را بدست آورد. “از همه مهمتر قادر به پیش بینی تغییرات در آب و هوا و آب دوچرخه سواری در پاسخ به افزایش دی اکسید کربن (CO2) بسیار مهم در برنامه ریزی برای آینده ما است.”

“تغییر آب و هوا نیز می تواند بزرگ اثرات بر نیاز ما و توانایی تولید انرژی, مدیریت منابع آب و پیش بینی اثرات در کشاورزی” او می افزاید: “بنابراین سازمان حفاظت محیط زیست می خواهد یک مدل پيش بيني است که می تواند توصیف تغییرات آب و هوا با جزئیات به اندازه کافی برای کمک به تصمیم گیرندگان.”

امکانات همراه ما سواحل آسیب پذیر هستند به افزایش سطح دریا ایجاد می شود, در بخش, توسط سریع یخچال ذوب می شود و بسیاری از انرژی قطع ناشی از آب و هوا و شرایط مخاطره آمیز آن را می توانید ایجاد کنید. برای مثال 2019 را از لحاظ تاریخی سنگین گونو ناشی از آسیب سیل در مرکز و جنوب متحده و شرایط خشک در آلاسکا و کالیفرنیا منجر به گسترده آتش سوزی.

و پس از آن است, استرالیا است.

به درک که چگونه همه از زمین اجزای کار در پشت سر هم برای ایجاد این وحشی و متنوع شرایط E3SM تقسیم جهان به هزاران وابسته سلول های شبکه — 86,400 برای جو به دقیق. این حساب برای اکثر زمینی امکانات از “اعماق اقیانوس نزدیک به بالای جو” همکاری اعضای نوشت: در مقاله اخیر منتشر شده در مجله پیشرفت در مدلسازی سیستم های زمین.

“جهان است مدل به عنوان یک گروه از سلول های با 25 کیلومتر بین شبکه و مراکز به صورت افقی و یا یک چهارم از یک درجه عرض جغرافیایی قطعنامه می گوید:” Azamat Mametjanov یک عملکرد نرم افزار مهندس آرگون را در ریاضیات و علوم کامپیوتر را بدست آورد. “از لحاظ تاریخی وضوح فضایی شده است بسیار درشت در یک درجه و یا در حدود 100 کیلومتر است. بنابراین ما افزایش رزولوشن با ضریب چهار در هر جهت. ما در حال شروع به بهتر حل و فصل پدیده است که صنایع انرژی نگرانی در مورد اکثر — آب و هوایی شدید.”

محققان بر این باورند که E3SM را با وضوح بالاتر قابلیت اجازه خواهد داد که محققان برای حل و فصل ژئوفیزیک ویژگی های مانند طوفان و کوه برف که ثابت کمتر روشن در مدل های دیگر است. یکی از بزرگترین پیشرفت های به E3SM مدل سطح دریا و دمای یخ دریا در شمال اقیانوس اطلس به دریای لابرادور که نیاز به دقیق حسابداری هوا و جریان آب است.

“این مهم منطقه اقیانوسی که در آن پایین تر از مدل های با وضوح تمایل به نشان دادن بیش از حد یخ های دریای پوشش” یعقوب توضیح می دهد. “این بیشتر دریای یخ سرد جو بالای آن و تنزل پیش بینی های ما در آن منطقه و همچنین پایین.”

افزایش وضوح همچنین کمک به حل و فصل جریانهای اقیانوسی با دقت بیشتری که کمک را Labrador Sea شرایط مطابق با مشاهدات از ماهواره ها و کشتی ها و همچنین ساخت بهتر پیش بینی جریان های خلیج فارس.

یکی دیگر متمایز ویژگی های این مدل می گوید Mametjanov است توانایی خود را برای اجرای بیش از چند دهه است. در حالی که بسیاری از مدل ها می توانید اجرا کنید حتی در رزولوشن بالاتر آنها می تواند اجرا تنها از پنج به 10 سال در اکثر. زیرا با استفاده از این فوق العاده سریع سازمان حفاظت محیط زیست سوپرکامپیوترها 25 متر E3SM مدل زد البته از 50 سال است.

در نهایت این تیم می خواهد به اجرای 100 سال در یک زمان علاقه مند به طور عمده در آب و هوای اطراف 2100 است که یک استاندارد پایان تاریخ استفاده می شود برای شبیه سازی آب و هوا در آینده.

رزولوشن بالاتر و طولانی تر از زمان توالی کنار, در حال اجرا مانند یک مدل است که بدون آن مشکلات است. این یک فرایند بسیار پیچیده است.

برای هر یک از 86,400 سلول های مرتبط با جو, محققان, اجرای ده ها تن از عملیات جبری که مربوط به برخی هواشناسی فرآیندهای مانند محاسبه سرعت باد, فشار اتمسفر و درجه حرارت و رطوبت و یا مقدار گرمایش موضعی می باشد که توسط نور خورشید و تراکم به نام تنها چند.

“و سپس ما را به انجام آن هزاران بار در روز می گوید:” یعقوب. “اضافه کردن بیشتر وضوح باعث می شود محاسبات کندتر; این باعث می شود آن را سخت تر برای پیدا کردن کامپیوتر زمان برای اجرای آن و بررسی نتایج. 50 سال شبیه سازی است که ما در این مقاله در زمان حدود یک سال در زمان واقعی را اجرا کنند.”

یکی دیگر از پویا که محققان باید تنظیم مدل خود را که به نام مجبور, که اشاره عمدتا طبیعی و انسانی رانندگان که می تواند به ایجاد ثبات و یا فشار آب و هوا را در جهات مختلف. اصلی اجبار در سیستم آب و هوایی است خورشید که باقی می ماند نسبتا ثابت, یادداشت یعقوب. اما در طول قرن 20 وجود داشته است افزایش دیگر عوامل خارجی مانند CO2 و انواع ذرات معلق در هوا از دریا-اسپری های آتشفشانی.

برای اولین بار از این شبیه سازی این تیم خیلی کاوش یک کشش خاص از زمان به کار بر روی مدل ثبات بنابراین آنها را انتخاب مجبور است که نشان دهنده شرایط در طول 1950s. تاریخ سازش بین preindustrial شرایط استفاده در وضوح پایین شبیه سازی و شروع دراماتیک تر انسانی گازهای گلخانه ای و گرم شدن کره زمین است که خواهد آمد به سر در این قرن است.

در نهایت مدل ادغام خواهد شد زمان مجبور ارزش برای کمک به دانشمندان در درک بیشتر چگونگی جهانی آب و هوا سیستم تغییر خواهد کرد و به کسانی که ارزش های افزایش یعقوب می گوید.

“در حالی که ما باید برخی از درک ما واقعا نیاز به اطلاعات بیشتر — به عنوان عمومی و تولید کنندگان انرژی — بنابراین ما می توانید ببینید چه اتفاق می افتد در مقیاس منطقه ای است.” “و برای پاسخ به آن, شما نیاز به مدل هایی که بیشتر با وضوح.”

یکی از اهداف کلی این پروژه شده است به منظور بهبود عملکرد E3SM در سازمان حفاظت محیط زیست ابر رایانه مانند آرگون رهبری محاسبات تاسیسات تتا که ثابت اولیه یابو برای این پروژه است. اما به عنوان کامپیوتر معماری تغییر با یک چشم به سمت exascale محاسبات گام های بعدی برای این پروژه شامل انتقال مدل به gpu ها.

“به وضوح افزایش می دهد با استفاده از exascale ماشین آلات آن را تبدیل به ممکن است به استفاده از E3SM برای حل و فصل خشکسالی و طوفان روند که توسعه بیش از چند سال می گوید:” Mametjanov.

“مدل آب و هوا می تواند به حل و فصل برخی از این اما در اکثر حدود 10 روز است. بنابراین هنوز هم وجود دارد فاصله بین آب و هوا در مدل های و مدل های آب و هوایی و با استفاده از E3SM ما در حال تلاش برای بستن این فاصله را.”

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im