Rao Kotamarthi y Jiali Wang pasan sus días mirando una Tierra futura.
En el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los EE. UU. DOE, los dos científicos trabajan en simulaciones y técnicas para proyectar cómo será el clima dentro de 100 años.
El año pasado, completaron el pronóstico climático de mayor resolución jamás hecho para América del Norte, dividiendo el continente en cuadrados de poco más de siete millas por lado, mucho más detallado que el estándar de 30 a 60 millas.
Agregar más resolución a los modelos climáticos es extremadamente computacionalmente intenso, como trabajar con un archivo de video que contiene cada minuto de su vida en lugar de solo cada cumpleaños. Pero la precisión adicional vale el costo computacional adicional, dijeron.
"En particular, los lugares con cambios bruscos de terreno, como las Montañas Rocosas, vieron grandes mejoras", dijo Kotamarthi, quien dirige el departamento de ciencias atmosféricas y clima en la división de ciencias ambientales de Argonne.
En total, dijo Kotamarthi, el sesgo del modelo, que se encuentra al hacer que el modelo "prediga" el clima durante los últimos 30 años y luego compararlo con el clima real registrado, mejoró mucho con respecto a un modelo de resolución más baja.
El modelo también fue mejor para predecir características estacionales, como los monzones del suroeste. La simulación pronosticó menos lluvia sobre el suroeste pero más sobre la costa este y gran parte de Canadá. Estos efectos se intensifican más adelante en el siglo.
"Con mucho, la mayor incertidumbre en un modelo climático es el ciclo del agua", dijo Wang, un investigador postdoctoral de Argonne. Según Wang, un modelo de mayor resolución apunta a ese problema. Los científicos notaron un sesgo en sus modelos que siempre parecíahace que las Grandes Llanuras del Norte estén más húmedas de lo que realmente era; la resolución más alta redujo el sesgo, y los resultados preliminares para una próxima resolución aún más alta la reducen en casi un tercio, dijo.
Además, los datos en sí tienen una multitud de usos. Por ejemplo, los planificadores regionales y de la ciudad quieren saber cómo pueden cambiar sus climas locales, para que puedan construir carreteras para resistir más inundaciones o plantar árboles en las calles que puedan soportar más calor.La resolución más estricta puede ayudar a proporcionar esas predicciones regionales.
Otros equipos ya están usando el conjunto de datos para analizar áreas particulares: un grupo con la Universidad de Purdue está modelando el impacto agrícola en los cultivos de maíz y soya del Medio Oeste, por ejemplo, y el investigador de la Universidad de Chicago, Colin Kyle, está usando los datos para estudiar cómo el rangode un patógeno fúngico que mata a las polillas gitanas invasoras podría expandirse o contraerse en el futuro.
El conjunto de datos estará en línea en breve para que cualquiera pueda descargarlo, dijeron Wang y Kotamarthi. Son cientos de terabytes.
En un estudio publicado recientemente con investigadores de la Universidad de Chicago y Purdue, Wang y Kotamarthi exploraron un nuevo método para calcular la probabilidad de eventos climáticos extremos. Los eventos extremos, como tormentas eléctricas severas o el número de días con calor extremo, representan un serioamenaza del cambio climático: las peores tormentas causarán el mayor daño, pero debido a que los modelos con grandes tamaños de cuadrícula se suavizan en espacios grandes y, a menudo, en el tiempo, se sospecha que no son buenos para predecir eventos poco frecuentes como tormentas desastrosas.
Su nuevo método, diseñado específicamente para observar fragmentos del modelo en lugar de todo los EE. UU., Fue mejor para predecir días con calor extremo que las técnicas convencionales, dijeron. También debería agregar precisión para otros extremos, como la precipitación también.
A continuación, Kotamarthi y Wang apuntan a mejorar aún más la resolución de sus modelos. "Para nuestra próxima tarea, queremos abordar una resolución de dos millas y media", dijo Kotamarthi. "Esto es lo suficientemente pequeño como para capturar el físicofenómenos, como la convección en la atmósfera ". La convección se refiere al movimiento vertical de calor y humedad en la atmósfera.
Y localmente, ¿qué pasará con Chicago en 2050?
"Al igual que gran parte de la mitad oriental del país, nuestro modelo predijo que la precipitación general en el Medio Oeste aumentaría", dijo Kotamarthi.
Los resultados de los modelos de alta resolución se publican en la revista de acceso abierto Futuro de la Tierra en el estudio " Proyecciones de precipitación dinámicamente reducidas de alta resolución a mediados y finales del siglo XXI sobre América del Norte . "El estudio sobre extremos se titula" Evaluación de temperaturas extremas dinámicamente reducidas utilizando un modelo de valor extremo generalizado agregado espacialmente GEV "y fue publicado en Dinámica del clima con los coautores Yuefeng Han y Michael Stein en la Universidad de Chicago y Whitney K. Huang en Purdue.
La investigación fue financiada por el Programa Estratégico de Investigación y Desarrollo Ambiental del Departamento de Defensa de los EE. UU. Los recursos computacionales provienen de la Instalación de Computación de Liderazgo Argonne y el Centro de Computación Científica de Investigación Energética Nacional en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, ambas instalaciones de usuario de la Oficina de Ciencia del DOE.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Argonne . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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