Naučnici poboljšavaju tačnost vremenskih i klimatskih modela

Naučnici poboljšavaju tačnost vremenskih i klimatskih modela

Naučnici sa EPFL-a i VSL Instituta za istraživanje snega i lavina SLF razvili su program koji poboljšava tačnost široko korišćenog modela vremenske prognoze tako što uključuje površinske fenomene koji ranije nisu uzeti u obzir.

S obzirom na izazove povezane sa klimatskim promenama i energetskom tranzicijom, od suštinske je važnosti za prognozere vremena i klime da budu u stanju da tačno predvide šta će se desiti sa snežnim padavinama. Ali većina modela predviđanja koji se danas koriste ne uzimaju u obzir određene aspekte snega — i stoga im nedostaje tačnost. Na primer, mnogi od njih modeluju snežni pokrivač kao jedan sloj kada je, u stvari, poznato da će svaka snežna padavina stvoriti poseban sloj sa zasebnim svojstvima.

Više od 20 godina, SLF i EPFL su dalje razvijali softverski program pod nazivom SNOVPACK, koji opisuje složene procese vezane za sneg. To uključuje albedo efekat, koji je odraz sunčevog zračenja na snežni pokrivač; sublimacija, koja se javlja kada led pređe direktno u stanje pare nakon kontakta sa suvim vazduhom; izolaciona svojstva snega; snežni oblaci na površini; i nanosi sneg blizu zemlje. SNOVPACK je sofisticirani program koji se koristi širom sveta za predviđanje, na primer, lavina ili izračunavanje sadašnjih ili budućih resursa snežne vode. Zasluge: Ecole Politechnikue Federale de Lausanne

Danas je tim naučnika EPFL i VSL spojio SNOVPACK sa modelom za istraživanje i prognozu vremena (VRF), koji je jedan od najšire korišćenih modela predviđanja u svetu, kako bi kreirao novi okvir za modeliranje kriosferskih regiona, nazvan CRIOVRF. Ovim novim programom, naučnici su uspeli da poboljšaju tačnost prognoze bilansa mase snega u proseku za 10% do 20%, dok su istakli da je sublimacija snega snega najverovatnije veća od prethodno modelovanog. Oni su testirali CRIOVRF u tri oblasti sa različitim uslovima: dve na Antarktiku i jedna u švajcarskim Alpima.

Nalazi tima su upravo objavljeni u Geoscientific Model Development. CRIOVRF bi jednog dana mogao biti ugrađen u klimatske modele širom sveta, ali u međuvremenu, MeteoSuisse planira da doda karakteristike modela ICON-u, njihovom modelu prognoze. „Postavljamo osnovu za sledeću generaciju vremenskih prognoza“, kaže Michael Lehning, šef Laboratorije za kriosferske nauke (CRIOS) na Školi za arhitekturu, građevinarstvo i inženjerstvo životne sredine (ENAC) i autor studije. Zasluge: Razvoj geonaučnog modela (2023). DOI: 10.5194/gmd-16-719-2023

Kriosfera se sastoji od regiona Zemlje gde je površina zemlje pokrivena snegom i ledom tokom značajnog perioda godine. Proučavanje kriosfere je od vitalnog značaja za naučnike jer modulira energetski i vodni budžet Zemljinog sistema. Štaviše, ovi regioni drže 80% slatke vode na Zemlji — Antarktik je najveće skladište, sa 90% slatkovodne ledene mase.

Na regionalnom nivou, a posebno u Švajcarskoj, dinamika snežnog pokrivača igra značajnu ulogu u vodnim resursima za poljoprivredu i hidroenergiju. Naučnici takođe treba da pažljivo prate fazu topljenja snežnog pokrivača kako bi sprečili opasnosti kao što su prolećne poplave i klizišta. U zemljama poput Švajcarske sa dobro razvijenom skijaškom industrijom, modeliranje snega se uveliko koristi za usmeravanje planiranja i upravljanja skijaškim sredstvima i, što je još važnije, za predviđanje lavina. Zasluge: Razvoj geonaučnog modela (2023). DOI: 10.5194/gmd-16-719-2023

Video snimci su snimljeni između 2017. i 2020. od strane laboratorijskog tima CRIOS u okolini stanice princeze Elizabete (PEA) na Zemlji kraljice Mod na istočnom Antarktiku. Cilj je da se prikupe podaci o snežnim nanosima i procesima preraspodele i povezanim procesima kao što su sublimacija sa površine snega ili leda i lebdeće čestice. Ovi podaci se koriste za kvantifikaciju povezanih masenih i energetskih tokova i takođe služe kao podaci za validaciju za simulacije sa numeričkim modelima snega, kao što je CRIOVRF model.