Skip to main content

Initialization of global decadal climate forecast: a new challenge for multi-scale data assimilation

Article Category

Article available in the folowing languages:

Verso previsioni climatiche decennali

Come parte delle continua unione della ricerca sulle previsioni climatiche con le simulazioni climatiche, scienziati finanziati dall'UE hanno esaminato la possibilità di fare delle ottime previsioni basate su scale temporali da annuali a pluriennali.

Cambiamento climatico e Ambiente

Le previsioni climatiche decennali utilizzano lo stato degli oceani del mondo e la loro influenza sull'atmosfera per prevedere in che modo evolverà il clima globale nel corso di alcuni anni nel futuro. Si tratta di un'area relativamente nuova guidata da supercomputer, aumentata complessità dei modelli e dalla disponibilità di osservazioni di qualità superiore del sistema climatico. Poiché si tratta di un modo nuovissimo di fare le previsioni, è necessario avere fiducia nelle capacità di questi modelli. Nel progetto INCLIDA finanziato dall'UE, sono state testate le previsioni decennali con un metodo progredito di inizializzazione che si è dimostrato di successo nelle previsioni meteorologiche. Le previsioni meteorologiche dipendono dalla precisione dello stato iniziale, poiché l'influenza della forzatura esterna è quasi impercettibile. Le previsioni climatiche decennali partono da condizioni iniziali che sono lontane dal clima di oggi e perciò non riescono a "predire" la variabilità anno per anno e la maggior parte della variabilità decennale. Il metodo impiegato dagli scienziati di INCLIDA per inizializzare il sistema dinamico dell'atmosfera terrestre è conosciuto come integrazione dei dati. Esso stima lo stato iniziale di un modello sulla base di una data serie di osservazioni sparse. Specificamente, il filtro di Kalman esteso usa dati statistici provenienti da un insieme di previsioni per stimare il rapporto tra le osservazioni e tutte le variabili per la loro correzione. Questo metodo ha dimostrato di essere intensivo dal punto di vista del calcolo, poiché richiede integrazioni del modello. Gli scienziati di INCLIDA hanno unito EC-Earth, un modello all'avanguardia del sistema globale terrestre formato da un modello di atmosfera, oceano, ghiaccio marino e terreno con il filtro di Kalman esteso e altri algoritmi per la stima dello stato iniziale. Per testare le capacità del nuovo approccio proposto essi hanno effettuato delle previsioni decennali retrospettive riguardanti il secolo scorso. Partendo dal 1º gennaio del 1960, il modello EC-Earth ha dimostrato la prevedibilità decennale fino al 31 dicembre del 2012, che è prossimo al limite di prevedibilità del modello. I risultati sono descritti in due studi scientifici pubblicati in una rivista internazionale a revisione paritaria. Anche se incoraggianti, essi si basano sulla soluzione sintetica presa dallo stesso modello in tempi diversi. Poiché il modello e le sue previsioni sono lontani dall'essere perfetti, si spera che gli sforzi degli scienziati di INCLIDA incoraggino la ricerca tra i modellatori al fine di migliorare le loro stime.

Parole chiave

Clima, previsione, modello, dati, oceano, atmosfera, supercomputer, tempo, atmosfera, integrazione dati, filtro di Kalman, EC-Earth

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione