Модель общей циркуляции
Модель общей циркуляции ( МОЦ ) является типом климатической модели . Он использует математическую модель общей циркуляции планетарной атмосферы или океана. Он использует уравнения Навье-Стокса на вращающейся сфере с термодинамическими условиями для различных источников энергии ( излучение , скрытая теплота ). Эти уравнения являются основой для компьютерных программ, используемых для моделирования земной атмосферы или океанов. Атмосферные и океанические МОЦ (МОЦМ и МОЦМ ) являются ключевыми компонентами наряду с компонентами морского льда и поверхности суши .
МОЦ и глобальные климатические модели используются для прогнозирования погоды , понимания климата и прогнозирования изменения климата .
Версии, разработанные для климатических приложений в масштабе от десятилетия до века, были первоначально созданы Сюкуро Манабэ и Кирком Брайаном в Лаборатории геофизической гидродинамики (GFDL) в Принстоне, штат Нью-Джерси . [1] Эти модели основаны на интеграции различных гидродинамических, химических и иногда биологических уравнений.
Аббревиатура GCM первоначально расшифровывалась как General Circulation Model . Недавно вошло в обиход второе значение, а именно Глобальная климатическая модель . Хотя они не относятся к одному и тому же, модели общей циркуляции обычно являются инструментами, используемыми для моделирования климата , и поэтому эти два термина иногда используются взаимозаменяемо. Однако термин «модель глобального климата» неоднозначен и может относиться к интегрированной структуре, которая включает несколько компонентов, включая модель общей циркуляции, или может относиться к общему классу моделей климата , в которых используются различные средства для математического представления климата.
В 1956 году Норман Филлипс разработал математическую модель, которая могла реалистично отображать месячные и сезонные закономерности в тропосфере . Она стала первой удачной климатической моделью . [2] [3] После работы Филлипса несколько групп начали работать над созданием GCM. [4] Первый метод, объединяющий океанические и атмосферные процессы, был разработан в конце 1960-х годов в Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA . [1] К началу 1980-х годов Национальный центр атмосферных исследований США разработал модель атмосферы сообщества; эта модель постоянно совершенствовалась. [5]В 1996 году начались работы по моделированию типов почвы и растительности. [6] Позже модель HadCM3 Центра прогнозирования и исследований климата Хэдли объединила элементы атмосферы и океана. [4] Роль гравитационных волн была добавлена в середине 1980-х годов. Гравитационные волны необходимы для точного моделирования циркуляции в региональном и глобальном масштабе. [7]
Атмосферные (МОЦАО) и океанические МОЦМ (МОЦАО) могут быть объединены для формирования связанной модели общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО или МОЦАО). С добавлением подмоделей, таких как модель морского льда или модель эвапотранспирации над сушей, МОЦАО становятся основой для полной климатической модели. [8]
