有通用的气候耦合模型的项目吗?

Question

在气候模型中,有三个主要模型类型形成的基础完全耦合环流模式硕士(AOGCM):

• 大气环流模型
• 海洋环流模式
• 地表模型

至少有10 - 15众所周知的每种类型的模型,被广泛使用。每个大气模型通常有一个,也许两个海洋模型,和一个或两个地表模型,它已作为AOGCM一起工作。但如果你想使用一个大气模型任意海洋和陆地的模型,通常你需要修改模型在一定程度上让他们玩在一起。

有什么项目,目标是一个通用的“粘合剂”之间的任意组合气候模型?这可能是一个软件框架的形式,也可以是一种规范的数据格式和交换的方法。

Answer 1

是的,有很多模型耦合在过去的项目,以及许多项目在目前和不远的将来正在进行的耦合。

背后的主要动机模型耦合之间的互动反馈过程是需要两个或两个以上的独立的物理系统,例如,大气和海洋。从历史上看,这些模型已经开发是彼此独立的,即他们彼此分开,不知道。鉴于过去和目前的技术和知识,修改模型的源代码,江南登录网址app下载这样他们就可以以一致的方式交换信息是一个小得多的努力(通常是几年)比需要从头开始开发一个统一的系统模型(即作为一个动力核心硕士)。耦合方法的另一个优点是,不同的物理系统通常描述流程操作非常不同的空间和时间尺度。因此,它通常是计算有利于让物理系统有不同的模型,通过一个中间层“耦合”。

耦合的大量项目在整个1990年代和2000年代有了需要更多的标准化耦合库或框架,减少重复的工作,软件错误和开发时间。@BHF的回答提到几个。可能最成熟,此时是功能丰富的框架地球系统建模框架(ESMF)。ESMF为地球物理模型,提供了数据抽象领域regridding,并行计算能力和许多其他人。ESMF提供Fortran, C和Python api(有限)。许多大气、波、海洋、土地和海冰模式现在ESMF-compliant,因此这些模型的耦合比以往任何时候都更加可行。

事实上,也有努力一个标准和软件设计惯例,将有利于发展和耦合模型。这样的标准是NUOPC支持层和ESMF图书馆。NUOPC设置指南软件设计和字段命名约定,促进模型的互操作性。任何模型遵循NUOPC设计约定将彼此互操作的,所以burdain现在搬到实际模型开发人员,以确保他们的包按照新标准。

(我的博士论文进行中使用ESMF开发耦合atmosphere-wave-ocean-model。)

Answer 2

软件(如耦合器。绿洲,未经中华人民共和国交通部,C-Coupler)是常用的地球系统模型的结合这些不同的组件。当然相互连接模型使用这些耦合器或其他方法总是需要一些技术工作,有时也有一些算法。因此模型组合的数量总是有限的。