Clima regional, reducción de escala dinámica a escala de kilómetros sobre la meseta tibetana

Conocida como el «techo del mundo», la meseta tibetana es difícil de estudiar para los científicos meteorológicos, dada su gran altitud, su terreno escarpado y su duro entorno natural. Las limitaciones e incertidumbres de las herramientas generales de observación generaron simulaciones de modelos para obtener información meteorológica más completa.

Sin embargo, numerosos estudios han mostrado grandes sesgos en las simulaciones de modelos climáticos globales sobre la meseta tibetana. Para adquirir conjuntos de datos más refinados y representativos, se utilizó la reducción de escala dinámica, una forma importante de obtener información climática de alta resolución en la región objetivo.

Influenciada por la complejidad de la superficie de la meseta tibetana, la investigación de reducción de escala dinámica de la meseta tibetana siempre ha sido una dificultad en el modelado climático. El profesor Yanhong Gao es uno de los primeros eruditos en este campo. Su equipo se ha centrado en simulaciones dinámicas de reducción de escala (con una resolución espacial de un cuarto de grado) durante unos 10 años.

Para su estudio ahora publicado en Ciencia China Ciencias de la Tierrallevaron a cabo una simulación continua de simulaciones climáticas a largo plazo durante un período de 33 años desde 1979 hasta 2011, con el objetivo de simular los cambios en el clima y el medio ambiente.

El estudio mostró que, en comparación con las simulaciones con una resolución de más de 100 km, el cuarto de grado simuló las características de calentamiento dependientes de la elevación observadas con mayor precisión y reprodujo mejor las diferentes precipitaciones menos la variabilidad de la evaporación en el interior occidental y el margen sureste del Tibetano. Meseta. También se mejoraron en cierta medida las simulaciones de evapotranspiración y velocidad del viento.

Mientras tanto, otros equipos de investigación también han llevado a cabo simulaciones dinámicas de reducción de escala sobre la meseta tibetana. Por ejemplo, los científicos alemanes se centraron en el tipo de precipitación y la variabilidad estacional e interanual de la precipitación en la región glacial de Asia Alta. Los resultados concuerdan con el punto de vista de Gao de que la precipitación orográfica se puede simular con mayor precisión mediante la reducción de escala dinámica en lugar de simulaciones de 100 km.

Gracias a las mejoras de la supercomputación, ha llegado la era de la simulación a escala de kilómetros. En comparación con un cuarto de grado, la reducción de escala dinámica a escala de kilómetros es capaz de resolver ciertos procesos convectivos de subred y describir con mayor precisión la influencia del límite inferior (p. ej., resolver procesos de convección profunda explícitamente, eliminando la necesidad de un esquema de parametrización de convección profunda y así evitar las incertidumbres asociadas).

El grupo de Gao en el campo de investigación de reducción de escala dinámica a escala de kilómetros hizo los siguientes hallazgos:

(1) Descubrieron que las simulaciones a escala de kilómetros difieren poco de las simulaciones de un cuarto de grado en rangos altitudinales donde las observaciones estaban disponibles. Sin embargo, en áreas de gran altitud por encima de los 5.000 metros, hubo diferencias significativas entre las dos escalas de simulación.

(2) Con base en múltiples fuentes de conjuntos de datos, evaluaron la capa de nieve simulada a escala de kilómetro y espaciado de cuadrícula de cuarto de grado en áreas de gran altitud, con simulación a escala de kilómetro superando la simulación de cuarto de grado, y ambos reprodujeron el características de distribución de la capa de nieve con la altitud con mayor precisión, lo que resultó en una función de distribución de densidad de probabilidad más cercana al producto de nieve de referencia.

(3) Al abordar el mecanismo de mejora de la simulación a escala de kilómetros en la variación diaria de la precipitación, el sesgo positivo de la inestabilidad convectiva húmeda en las simulaciones a escala de kilómetros fue menor que en las simulaciones de un cuarto de grado, lo que hizo que el momento de activación de la convección, y su intensidad, más consistente con las observaciones; por lo tanto, pudieron simular las características del ciclo diurno de la precipitación con mayor precisión que los estudios anteriores de reducción de escala dinámica de un cuarto de grado.

La reducción de escala dinámica es una forma eficaz de obtener información climática cuadriculada de alta resolución. Puede proporcionar un apoyo sólido para el estudio de los cambios climáticos y ambientales en la meseta tibetana y su respuesta a los cambios globales. Junto con la mejora en el espaciado de la cuadrícula y la resolución explícita de procesos convectivos profundos, las simulaciones a escala de kilómetros muestran ciertos efectos de valor agregado en el tiempo de activación de la convección y el transporte de vapor de agua, lo que anuncia una nueva etapa en la evolución de este enfoque.