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美国研发高精度气候模型精确预测气候状况

  美国开发了精确预测气候条件的高精度气候模型

  模拟图片 - GEOS-5气候模式形成,模型准确预测主云系统的位置和形状
北京6月16日电据美国宇航局官方网站报道,NASA地球系统科学家最近开发了迄今为止最准确的地球气候模型GEOS-5气候模型,并将其用于绘制全球气候模拟图。模拟图像与卫星图像的比较表明,GEOS-5气候模型能准确预测气候条件。科学是一个过程。科学家首先需要在现场进行观察,然后做出假设来解释观察,最后通过系统的验证和推理找到支持或反驳他们假设的证据,从而得出科学的结论。许多人可能会认为科学家正在做假设和验证,而且一切都在实验室完成。但是对于研究地球如何运作的地球系统科学家来说,他们的实验室就是整个地球。面对一个巨大的星球,科学家很难在狭窄的实验室中系统地研究世界不同地区不同气温或云雨的影响。相反,他们结合实地观察形成复杂的计算机模型进行模拟研究。通过这些模型,科学家们可以测试和验证不同的假设,并使用真实的观测来检测科学家如何真正理解地球的大气,陆地和海洋如何协同工作。本文中的两幅图像是地球气候的模拟图像模型(顶部)和地球同步轨道卫星图像。上图是两种不同方法分别同时获得的地球气候条件,地球气候模式被称为“Goddode地球观测系统模型 - 第五版”(GEOS-5),是迄今为止最准确的地球气候模型。下图显示了美国航空航天局和美国国家海洋和大气管理局的地球同步轨道环境卫星拍摄的卫星图像。图片比较表明,GEOS-5模型在2010年2月6日准确预测了云的特征。当天,一场强烈的寒冷使得暴雪几英尺厚到达华盛顿,2010年2月6日,GEOS-5模型和地球同步轨道环境卫星传感器测量地球上的红外云。两张照片显示,天空覆盖着厚厚的云层,模拟图像与卫星图像描绘的非常吻合。该模型准确地预测了主体云系的位置和形状,如北大西洋东部的卷云和美国海岸附近的强烈冬季风暴。高精度的GEOS-5气候模型甚至可以详细预测云的形状细节。在2月6日的模拟中,气候模式预测了一些小云的边缘,云街现象以及冬季风暴的东部细节。在全球模拟中,气候模式也准确预测了热带地区大量的雷暴。 GEOS-5气候模式的准确度通常为每像素5公里,尽管其每像素精度可达3.5公里,但它也是世界上最准确的全球气候模式,平均气候模式约为28公里这意味着由正常气候模式生成的全球平面地图包含777,000个网格单元(像素),而精度为5 km的GEOS-5气候模型会生成包含2400万个网格单元的地图(顶部)因此,科学家们可以根据GEOS-5气候模型获得更多关于地球的详细信息,就像所有的气候模型一样,GEOS-5气候模型使用数学方程来计算气候变化,地球的一些物理特性气候,如温度和能量,需要现场测量。将实时数据输入到模型中,以确保模型与现实世界尽可能一致。当然,数百万计算需要数千个计算机处理器来构建模型。 GEOS-5气候模式运行在美国宇航局戈达德太空飞行中心新成立的气候模拟中心的Discovery超级计算机上,Discovery超级计算机拥有近15,000个处理器,气候科学家将使用GEOS-5气候模型预测气候变化几十年来,2010年6月2日,美国宇航局气候模拟中心以新名称开始运营

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