Basado en un modelo de capas mixtas de turbulencia de segundo orden, Dr. Tiejun Ling, científico senior del Centro Nacional de Pronósticos Ambientales Marinos, China (NMEFC), y su equipo de investigación, han desarrollado un nuevo modelo de capas mixtas oceánicas.

El modelo es capaz de reproducir un ciclo diurno de temperatura de la superficie del mar (SST) más realista que los modelos existentes. Mientras tanto, a través de una serie de algoritmos y optimización paralela, la eficiencia computacional se mejora enormemente en el nuevo modelo de capa mixta, y por lo tanto tiene el potencial de ser una herramienta considerablemente útil en el estudio de la variación diurna a largo plazo de la TSM. Los resultados de esta investigación se han publicado recientemente en Avances en ciencias atmosféricas , y el documento aparece en la portada del número en el que aparece (Volumen 35, Número 12).

Ventaja del modelo de capa mixta oceánica

La interacción aire-mar es un proceso importante que afecta la variación climática, y la SST es uno de los parámetros más importantes que gobiernan esta interacción. Como una de las escalas dominantes de variación en SST, el ciclo diurno, que varía globalmente en 2? tiene un impacto significativo en la evolución de los sistemas meteorológicos y climáticos.

Típicamente, la variación diurna de la TSM se estudia mediante la observación o los datos del modelo. En términos del primero (es decir, datos de observación), la cobertura espacial de las boyas a la deriva y los datos satelitales no son uniformes y discontinuos, lo que dificulta el estudio de la variación a largo plazo de la SST. El enfoque de modelado, sin embargo, puede ayudar con este problema. Tener acceso a datos de SST de alta frecuencia puede beneficiar el estudio de los umbrales de calentamiento, valores máximos, y tiempos.

En comparación con los modelos empíricos, un modelo de capas mixtas oceánicas puede reproducir procesos térmicos y dinámicos más realistas en la capa superior del océano, y el costo computacional es menor que el de un modelo de sistema climático.

Fiabilidad del conjunto de datos SST por hora

La precisión de la variación diurna de la SST depende en gran medida de la confiabilidad de los datos del modelo. En este estudio, las comparaciones con datos de observación in situ mostraron que el nuevo modelo funciona bien, con un sesgo medio de 0,07 ° C, y el error cuadrático medio y el coeficiente de correlación de 0,37 ° C y 0,98, respectivamente. Se obtuvieron resultados similares a partir de datos satelitales.

Características climáticas de la variación del ciclo diurno de la TSM

El Dr. Ling y su equipo de investigación exploraron el nuevo conjunto de datos y revelaron algunas de las características climáticas asociadas con la variación en el ciclo diurno de la TSM. Las características coincidieron con las obtenidas a partir de datos satelitales.

La climatología de 31 años reveló que la variación diurna de la TSM es pequeña en la mayoría de las regiones, con valores más altos aparentes en el Pacífico ecuatorial oriental y occidental, norte del océano índico oeste de centroamérica noroeste de Australia y varias regiones costeras.

Se encontró que existe una variación estacional significativa de la TSM diurna en todas las cuencas. En las cuencas del Atlántico y el Pacífico, el patrón estacional está orientado de norte a sur, siguiendo la variación de la insolación solar; mientras que, en la cuenca de la India está dominado por la variabilidad monzónica, según el Dr. LING.

"A escala interanual, los resultados destacan la relación entre las variaciones diurnas e interanuales de la TSM, y revelan que el calentamiento diurno en el Pacífico ecuatorial central podría ser un indicador climático potencial para la predicción de ENOS, " el explica.

El Dr. LING dice que el equipo descubrió que la variación diurna de la TSM tiene un impacto significativo en el cambio climático global tanto a escala estacional como interanual. Más importante, el calentamiento diurno de la TSM en el Pacífico ecuatorial central podría ser un indicador potencial para la predicción de ENOS.

"Además, este conjunto de datos tiene buenas perspectivas de investigación y aplicación. Estos a largo plazo, Los datos de SST por hora de alta resolución podrían aplicarse en estudios de la tendencia a largo plazo en la variación diurna regional y global de SST, así como la relación entre la variación diurna de la TSM y los eventos climáticos regionales y globales, " él añade.

Se han obtenido los derechos de autor del software para el modelo de capas mixtas oceánicas, y se está aplicando operativamente en el Centro Nacional de Pronósticos Ambientales Marinos, Porcelana.

Planes futuros

El equipo de investigación seguirá ejecutando el modelo de capas mixtas oceánicas operativamente, actualizar continuamente los datos y usarlos para estudiar las tendencias a largo plazo de la variación diurna de la TSM y los efectos de la variación diurna de la TSM en el clima global y regional.