Tilbake til søkeresultatene

KLIMAFORSK-Stort program klima

Improving the representation of small-scale nonlinear ocean-atmosphere interactions in Climate Models

Tildelt: kr 5,9 mill.

For å kunne initiere og støtte samfunnsinitiativer som reaksjon på klimaendringer, er fremtidige fremskrivninger av klimasystemet ved hjelp av koblede høyoppløselige klimamodelsimuleringer nødvendige. En viktig utfordring i høyoppløselig modellering er behovet for å løse prosesser som vanligvis har blitt parametrisert i grovnett-simuleringer. Utveksling av varme, vann og gass ved luft-sjø-grensesnittet er avgjørende for regulering av tilstand og utvikling av klimaet. Store utvekslinger kan skje ved luft-sjø-grensesnittet på kort tid og små romlige skalaer. Det er derfor et presserende behov for å forstå prosessene som styrer disse utvekslingene, slik at vi kan foreta en kvantitativ vurdering av modellspådommer og anslag og forstå hvorfor forskjellige modeller gir forskjellige svar. EUREC4A-OA vil løse dette problemet ved å fremme forståelsen av ikke-lineær og utvekslingsprosesser i liten skala mellom hav og atmosfære og, parallelt, undersøke deres representasjon i koblede klimamodeller i CMIP-familien til Earth System Models (ESM). EUREC4A-OA bruker og bidrar til initiativet ElUcidating RolE of Clouds-Circulation Coupling in ClimAte (Bony et al. 2017), som tar sikte på å fremme forståelsen av samspillet mellom skyer, konveksjon og sirkulasjon og deres rolle i klimaendringene. Kjernen i EUREC4A er en måneds (Jan / Feb 2020) feltstudie i det vestlige tropiske Nord-Atlanterhavet, hvor synkroniserte observasjoner med høy oppløsning data vil bli samlet inn ved hjelp av avansert teknologi på fly, skip, autonome kjøretøyer, supplert med Barbados Cloud Observatory tidsserier. EUREC4A-OA vil legg den marine komponenten til EUREC4A ved å studere varme, momentum og CO2 utveksling over luft / sjø-grensesnittet ved hjelp av innovative høyoppløselige havobservasjoner og et hierarki av numeriske simuleringer. Fokuset vårt er på meso- og submeso-skala hav dynamikk og relaterte prosesser i det atmosfæriske grenselaget. EUREC4A-OA er fokusert på tropene, der den primære eksterne tidsskalaen som påvirker utvekslingen mellom luft og sjø er døgnrytmen syklus. Vi har utviklet en ny, høyoppløselig versjon av den norske koblede globale klimamodellen NorESM, som har en ¼ grad av oppløsning i både havet og atmosfæren. Denne modelloppsettet inkluderer et rammeverk for å teste en høyere vertikal oppløsning i atmosfæren for bedre å oppløse de atmosfæriske grenselagsprosessene, inkludert dannelse av skyer på lavt nivå, som er avgjørende for utvekslingen på overflaten mellom hav og atmosfære. Vi har designet modelleksperimentene våre for å bruke dataassimilering i havet og spektral nudging i atmosfæren slik at vi kan begrense både de langsomme havprosessene og atmosfærisk sirkulasjon i stor skala. Dette lar oss fokusere på hvor godt NorESM kan reprodusere koblingen mellom hav og atmosfære i det tropiske Atlanterhavet på korte tidshorisonter. Vårt neste trinn vil være å gjennomføre en sensitivitetsanalyse av sky- og grenselagets fysikkskjemaer for å identifisere de viktigste kildene til modellfeil og følsomheten til denne ytelsen for den vertikale oppløsningen.

The exchange of heat, water and gas at the air/sea interface is key to regulating the state and evolution of our climate. Sizeable air-sea exchanges of energy and ocean-atmosphere boundary layer processes can occur on short time and small spatial scales. To initiate and support societal actions as a response to climate change, future projections of the climate system require high-resolution coupled climate model simulations. A generic challenge for high-resolution modelling is the need to resolve processes that have typically been parameterized in coarse-grid simulations. EUREC4A-OA will address this issue thorough advancement of understanding of non-linear and small-scale ocean-atmosphere exchanges processes and investigate their representation in the CMIP Earth System Models (ESMs) family. EUREC4A-OA will leverage from, and contribute to, the ElUcidating the RolE of Clouds-Circulation Coupling in ClimAte (EUREC4A) initiative (Bony et al. 2017) that aims to advance understanding of the interplay between clouds, convection and circulation, and their role in climate change. The core of EUREC4A is a one-month (Jan/Feb 2020) field study in the western tropical North Atlantic Ocean where high-resolution, synchronized observational data will be collected using cutting-edge technology on airplanes, ships, autonomous vehicles, augmented with the Barbados Cloud Observatory time series. EUREC4A-OA will add the ocean component to EUREC4A by investigating heat, momentum and CO2 exchange across the air/sea interface using innovative high-resolution ocean observations and a hierarchy of numerical simulations. Our focus is on meso- and submesoscale ocean dynamics and related atmospheric boundary layer processes. EUREC4A-OA is focused on the tropics where the primary external time scale affecting air-sea exchange is the diurnal cycle. However, the internal ocean and atmosphere dynamics convolute the diurnal, seasonal and longer time scales to climate variability.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

KLIMAFORSK-Stort program klima