In hun modelsimulaties klimaatonderzoekers moeten altijd compromissen sluiten. Zelfs met de grootste computers die wereldwijd beschikbaar zijn, ze kunnen de echte wereld slechts in beperkte mate reproduceren. Afhankelijk van de toepassing, vereenvoudigingen moeten worden gemaakt in de ruimtelijke resolutie, maar ook in de fysieke processen die het model voorstelt. Hoewel modelexperimenten over perioden van maanden tot enkele jaren vaak nog kunnen worden uitgevoerd met een hoge ruimtelijke resolutie, integraties van eeuwen tot millennia kunnen alleen worden uitgevoerd met een grovere resolutie. Vroeger, modellen zijn ontwikkeld voor een specifiek doel. Nutsvoorzieningen, GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel presenteerde een flexibele modelkit, genaamd FOCI (Flexible Ocean and Climate Infrastructure). Het is gebaseerd op het aardesysteemmodel van het Max Planck Instituut voor Meteorologie in Hamburg en is aangepast met het NEMO oceaanmodel, om kleinschalige processen in de oceanen met een hogere resolutie weer te geven.

"In FOCI combineren we tientallen jaren expertise op het gebied van oceaan- en klimaatmodellering bij GEOMAR. Het nieuwe systeem maakt het mogelijk om nieuwe vragen te onderzoeken, zoals de invloed van het ozongat in de stratosfeer op de circulatie in de Zuidelijke Oceaan of de impact van de Golfstroom op atmosferische processen, " legt professor Dr. Katja Matthes uit van de onderzoekseenheid Maritime Meteorology van GEOMAR.

“Met het nieuwe systeem we kunnen veel verschillende onderzoeksvragen onderzoeken op een reeks tijdschalen, "Professor dr. Arne Biastoch, hoofd van de Ocean Dynamics Research Unit bij GEOMAR, wijst erop. "We hebben aanvankelijk een reeks gestandaardiseerde basistests uitgevoerd met het FOCI-systeem, " vervolgt de oceanograaf. "We moesten uitzoeken of het modelsysteem in staat is het waargenomen klimaat en de huidige oceaancirculatie te reproduceren. Alleen als we er zeker van zijn dat het systeem met succes de huidige omstandigheden kan simuleren binnen beperkte foutmarges, kan het worden gebruikt om onbekende verschijnselen te onderzoeken of voor de voorspellingen van toekomstige klimaatomstandigheden." die zijn gepubliceerd in het internationale tijdschrift Geowetenschappelijke modelontwikkeling , zijn veelbelovend. "Vooral, onze speciale knowhow om het oceaanmodel regionaal te bedienen met een zeer hoge resolutie, verbetert de resultaten aanzienlijk en vermindert, bijvoorbeeld, veelvoorkomende modelfouten zoals afwijkingen in de temperatuur van het zeeoppervlak in het Golfstroomsysteem, ", zegt professor Biastoch. FOCI maakt ook configuraties mogelijk die voorheen onmogelijk waren met ruimtelijke resoluties tot een kilometer in de oceaan.

De basisexperimenten die tot nu toe zijn uitgevoerd, omvatten een controlerun over 1, 500 jaar met pre-industriële broeikasgasconcentraties en verschillende experimenten in de periode van 1850 tot heden, waarvoor observatiegegevens beschikbaar zijn voor verificatie. "De huidige resultaten zijn zeer bemoedigend, ", zegt Katja Matthes. Het systeem wordt verder verbeterd en gebruikt voor verschillende vragen om natuurlijke klimaatschommelingen te bestuderen, maar ook antropogene klimaatverandering. "Vanuit ons oogpunt FOCI is het ideale systeem voor GEOMAR om kleinschalige processen in de oceaan te simuleren, interacties tussen stratosfeer en troposfeer en biogeochemische processen in de oceaan. Het stelt ons ook in staat om complexe projecten uit te voeren, zoals een groot aantal modelsimulaties over meerdere decennia met een redelijke hoeveelheid rekentijd, ’, besluit professor Matthes.