海洋模型的更高分辨率值得吗

真实的海洋模型需要强大的计算能力，尤其是当分辨率从几十公里的尺度增加到一公里时。这些模型用于短期和季节性天气预报，以及长期气候模拟，所有这些都经常用于决策。解决方案越好，就可以更好地了解和减轻潜在危险，从而为所有人带来更好的情况……对吗?

这是佛罗里达州立大学海洋-大气预测研究中心的 Eric P. Chassignet 和 Xu Xiaobiao 在 7 月 31 日发表在《大气科学进展》上的一篇综述研究中提出的问题。

“提高分辨率可以让你解决越来越多的小尺度海洋特征，随之而来的问题是海洋环流的整体表现是否有相应的改善以及代价是什么，”该中心负责人 Chassignet 说。 . “换句话说，真正能够更好地了解海洋物理学和地球气候的分辨率和计算资源的最佳比例是多少?”

水平分辨率为 100 公里左右的粗分辨率模式主要用于气候应用，此类模式中的洋流趋于广泛和稳定。当模型的分辨率增加到大约 10 公里时，洋流变得不稳定，形成旋转的海洋中尺度涡流，有点像大气中的风暴。就像风暴一样，它们会对地球系统的其他组成部分产生影响。

然而，根据 Chassignet 的说法，解析中尺度涡流不足以准确模拟海洋环流。他的团队确定将分辨率提高到大约一公里，这使得模型能够模拟更小的、亚中尺度的涡流，将他们的墨西哥湾流模型转变为更接近实际观察结果的真实再现。

“我们认为，解决亚中尺度特征与解决中尺度涡旋一样重要，”Chassignet 说。

然而，分辨率是有代价的，也是令人担忧的，因为模型的分辨率每增加 2 倍，就需要将计算能力增加 10 倍。根据 Chassignet 的说法，需要做更多的工作来更好地了解增加分辨率提高了海洋水团的整体表现。

“下一步是有套路，分尺度，解决全球海洋模式，所以我们可以充分评估其能力模型的海洋和量化其在气候模型的影响，” Chassignet说，并指出，随着计算机科学家密切合作是必不可少的确保计算机系统能够更有效地处理地球系统的建模需求。

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