Это имеет важное значение для сельского хозяйства в контексте адаптация систем земледелия к изменению климата.
Исследователи Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН разработали программное обеспечение для суперкомпьютерной модели деятельного слоя суши TerM. Оно позволяет более точно моделировать изменения температуры и влажности почвы, а также потоки скрытого и явного тепла — ключевые механизмы переноса тепла в атмосферу, что существенно улучшает точность климатических моделей.
“Деятельный слой суши представляет собой слой почвы, который испытывает сезонные и суточные колебания температуры. Современные модели деятельного слоя играют ключевую роль в изучении тепловых и водных процессов на континентальных поверхностях. Раньше при создании таких моделей и работе с ними использовали усредненные гидрофизические коэффициенты, влияющие на протекание процесса тепломассопереноса в почве. Это приводило к значительным погрешностям в результатах моделирования, особенно когда появилась возможность повысить пространственное разрешение климатических моделей, перейдя от шага сетки 500-100 км к 50-5 км и менее”, – рассказывает кандидат физико-математических наук Анна Рязанова, младший сотрудник лаборатории климато-экологических исследований ИМЭКС СО РАН.
Как поясняет Анна Александровна, сегодня во всём мире применяются высокодетализированные наборы данных о параметрах поверхности суши, включая гидрофизические коэффициенты почвы. Томские учёные разработали систему препроцессинга (preprocessing system), которая позволяет выполнять обработку этих данных с требуемым для модели TerM пространственным разрешением.
Применение данной системы в сочетании с обновлёнными данными позволило увеличить точность расчётов температуры почвы до диапазона 0,5–3 °C. Результаты моделирования нашли подтверждение при сопоставлении с измерениями, проведёнными на базе нескольких научных станций в Бакчарском районе Томской области, в Тункинской котловине у озера Байкал и в Ханты-Мансийском автономном округе.
Новая платформа программного обеспечения для модели TerM активного слоя суши обеспечит более точное прогнозирование погоды и климата, позволит оценивать влияние климатических изменений на экосистемы и сельское хозяйство в разных регионах и станет востребованным инструментом при выработке стратегий адаптации к глобальным климатическим изменениям.
TerM (Terrestrial Model — «Модель суши») представляет собой численно-математическую физическую модель, созданную исследовательской командой Института вычислительной математики им. Г. И. Марчука РАН, НИВЦ МГУ и ИМКЭС СО РАН. Ее назначение — рассчитывать динамику потоков тепла, влаги, углерода и азота в активном слое почвы. В конструкции модели применяются внешние данные о параметрах подстилающей поверхности, которые выступают коэффициентами в физических параметризациях, используемых в системах дифференциальных уравнений переноса и преобразования тепла, влаги и форм углерода в активном слое.
© Пресс-служба ТНЦ СО РАН.
Источник: Томский научный центр.