Новосибирские ученые смоделируют изменения климата в Арктике
Ученые Института вычислительной математики и математической геофизики (ИВМиМГ) Сибирского отделения РАН с помощью численного моделирования исследуют взаимодействия компонентов климатической системы Арктики.
«Наша команда участвует в исследованиях климата – в частности, мы изучаем компоненты арктической системы и их взаимодействие между собой. Математические модели, созданные с помощью численных методов, описывают как отдельные части климатической системы, включая океан, сушу, ледяной покров, атмосферу и другие, так и весь комплекс. Численное моделирование состоит из нескольких этапов. Перед началом работы нам важно физическое понимание происходящих в природе процессов. Здесь используется геофизическая гидродинамика, рассматривающая явления и механизмы в течениях жидкой среды в планетарных масштабах под воздействием различных факторов в сочетании с вращением планеты», – рассказал главный научный сотрудник лаборатории математического моделирования процессов в атмосфере и гидросфере ИВМиМГ Геннадий Платов.
Полученные данные формируются в системы дифференциальных уравнений, решение которых предполагает аналитический результат, то есть выявление свойств моделируемого объекта. Решая уравнения, математики приходят к приближениям, в итоге численная модель способна описывать процессы в океане или атмосфере лишь приблизительно.
Чтобы не приходить к искусственным выводам, специалисты проверяют адекватность модели по отношению к реальному объекту изучения при помощи данных натурных измерений, которые сопоставляются с информацией, полученной со спутниковых снимков. В отличие от контактных измерений, снимки представляют не отдельные измерения, а интегральные характеристики обширных участков площади, передает издание СО РАН «Наука в Сибири».
Главное преимущество этого подхода заключается в возможности проведения экспериментов с численными моделями – они позволяют задать необходимые условия и с помощью вычислительных технологий просчитать, как это повлияет на происходящие процессы. При изменении климата математическая модель позволит предположить, что произойдет в реальной климатической системе.
«Решение численных задач невозможно без современной компьютерной техники. Для проведения модельных расчетов мы используем ресурсы ЦКП “Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН”. Во всех сложных вычислениях он фактически играет роль калькулятора. Пока нас вполне устраивают его возможности, а в перспективе планируется увеличение его мощностей. В 2021 году наша лаборатория, благодаря финансовой поддержке Минобрнауки России, смогла приобрести дополнительный вычислительный узел для целей проекта, который в будущем станет частью общего инструментария ССКЦ СО РАН», – отметил Платов.