寻找气候变化模拟数学所以我可以运行

Question

对不起,愚蠢的问题,但是我无法回答它甚至浪费时间谷歌一段时间后…我知道有几个气候变化的场景,我知道几个气候数据库提供表面(位图)与场景。然而,我想尝试一些计算我自己,因为我在寻找这些模型背后的数学(不同的场景)或一些代码(最好是在R)。任何建议吗?

Answer 1

全面的气候模型

大气气候模拟,提出了政府间气候变化专门委员会报告是由非常大而复杂的模型。运行这些模型需要一个“超级计算机”(高性能集群)。此外,某些“迫使数据”和“边界条件”是必要的。

边界条件的大气和地表/海洋。部分、大气海洋气候模型模拟直接耦合模型模拟。这使得模型更大,更难安装/运行。“强迫数据”意味着认为像有限公司₂排放,排放的颗粒物,太阳辐射……

已经说过:这是很不现实的设置和运行一个“真正的”气候模型只是为了好玩。

进一步阅读最近气候建模活动

的仿真结果几个模型相互比对项目(生产商)形式IPCC报告的基础。生产商阶段6 (CMIP6)模拟形式最近的IPCC报告的基础。有论文概述CMIP6这可能表明多大开销为运行“真正的”气候模型以类似的方式(艾林et al ., 2016)。

的一个模型,用于CMIP5和CMIP6 simuations MPI-ESM模型。中给出了该模型的概述Giorgette et al。(2013)。详细描述是可用的特殊的问题。

有几个模型用于CMIP5和CMIP6。MPI-ESM就是一个例子。

气候模型的训练

有些简单的气候模型,为学生和基于几个控制方程。似乎模型显示气候模型的一般特征,但可以正常的终端用户的计算机上运行。这些模型之一是“莫纳什简单的气候模型”。这种模式的一个实例,可以通过web gui运行在这里。有一个可用文档你会发现出版物的链接描述模型和存储库下载源代码。

还有一个叫做气候模型的训练地球模拟器。下载详细信息和文档提供web页面。

Answer 2

你可以试一试latitudinally-resolved气候模型。这些都是1969年发明的,看看全球变暖或冷极地冰冠的边界。结果是略有减少太阳常数使冰冻大地;这是因为模型不包括carbonate-silicate周期稳定地球的温度从长远来看。但对于研究微小的变化可能是好的。

权力制衡的基本方程是一个(通常是错误地称为“能量平衡”):

气(1 - Ai) = A + B Ti + C (Ti - T)

气是日晒,平均一年,在一个给定的纬度带,带我——你需要大量的球面天文学和三角计算出来的,但有些文章(例如沃伦和施耐德1979或Chylek和麻省1975)都可以使用预先计算的表。Ai的反照率在乐队——你可以设置这个翻转从高价值(明亮,冰冷的)低价值(黑暗,揭露了)当温度超过临界值时,如273 K。整个等式的左边,然后,是气候的太阳能吸收带。

A + B Ti是乐队的红外电源发出的空间。A和B是常数(不是Ai反照率),和Ti是乐队的温度,通常与一个等温地球开始,然后进行迭代,直到模拟稳定。A和B的值不同文献中,但在最近的一篇论文我使用一个= 214.5 W m ^ 2, B = 1.57 W m ^ 2 K ^ 1。

最后一项是能量从一个乐队转移到另一个,在一个非常简单的(读“原油”)“扩散”模型。C是一个常数,Ti和温度,T是整个地球的平均温度(我会告诉你如何计算,在一分钟内)。再次,C值有所不同。最近我使用C = 3.74 W m ^ 2 K ^ 1。

你可以找到全球平均反射率或温度或其它由纬向地带性的值相乘面积分数和所有的数字加起来。你找到半球区域的分数减去sin sin越赤道边界从极地的边界。例如,半球30至40度的面积是罪(40)——罪(30)= 0.1428。

p . Chylek J.A.麻省,Jr . j .大气压。Sci, 32岁,675 - 679 (1975)。

信号发生器沃伦,萨达姆政权施耐德。j .大气压。Sci, 36岁,1377 - 1391 (1979)。