science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wetenschappers onthullen zwakke vooroordelen in de Pacifische Noord-equatoriale tegenstroom in oceaanmodellen

De bovenste 400 m verticaal geïntegreerde zonale stromen (Eenheden:m2s-1) voor (a) POP met CORE-II-forcering, en (b) CESM in de equatoriale Stille Oceaan. (c) Het bovenste 400 m verticaal geïntegreerde zonale stroomverschil tussen CESM en POP. (d) De volumetransporten van NECC (Eenheid:Sv), die worden gedefinieerd als het meridionaal geïntegreerde oostwaartse transport tussen 3°N-10°N, voor POP geforceerd met CORE-II (rode vaste stof), CESM (blauwe vaste stof) en Johnson et al. (2002) observatie (zwarte stippen). De transporten van de NECC gemaskeerd door de observationele bemonstering worden ook berekend voor zowel POP (rood streepje) als CESM (blauw streepje), geschonken als POP-J en CESM-J. Krediet:Zhikuo Sun

De Pacific North Equatorial Countercurrent (NECC) is een belangrijke zonale stroom van de door de wind aangedreven circulatie in de tropische Stille Oceaan, stroomt oostwaarts over het bekken van de Stille Oceaan tussen 2 ° N en 10 ° N. Het NECC-transport is gemiddeld ongeveer 10-30 Sv oostwaarts vanuit het warme zwembadgebied naar de relatief koude oostelijke Stille Oceaan. Het speelt een belangrijke rol bij het volume en het warmtebudget van het warme zwembad en bij het vormgeven van het tropische Pacifische klimaat.

"De NECC wordt niet goed gesimuleerd in veel oceaanmodellen vanwege de complexe dynamiek, " zei Zhikuo Sun, een doctoraat kandidaat in het State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid (LASG), Instituut voor Atmosferische Fysica (IAP), Chinese Wetenschapsacademie.

In de recente tweede fase van de Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (CORE-II), de NECC die in de stand-alone oceaanmodellen wordt gesimuleerd, is over het algemeen zwak. Dit probleem bestaat nog steeds in het Ocean Model Comparison Program (OMIP) van CMIP6.

"Zwakke NECC-vooroordelen zullen het simulatievermogen van de gemiddelde status en variabiliteit van de tropische oppervlaktestromen beïnvloeden, " volgens Zon.

In een recente studie gepubliceerd in Journal of Advances in Modeling Earth Systems , Sun en haar begeleider Prof. Hailong Liu, in samenwerking met onderzoekers van Taiwan University en NCAR in de Verenigde Staten, systematisch de fundamentele oorzaken van de vooroordelen onderzocht.

Het team lanceerde drie experimenten met behulp van Community Earth System Model versie 2 (CESM2) ontwikkeld bij NCAR en analyseerde vervolgens het dynamische mechanisme van NECC.

"We ontdekten dat de oppervlaktewindstress en zijn krul de belangrijkste forcerende term is voor het correct simuleren van de NECC in oceaanmodellen. De WSC-vooroordelen (windstresskrul) komen voornamelijk van de zonale windbias, die op zijn beurt betrekking kan hebben op de aanpassing van de werkelijke 10m wind in NCEP-NCAR heranalyse naar satellietequivalente 10m neutrale wind van QuikSCAT, ' zei Zon.

Op basis van de analyse, Sun en haar co-auteurs identificeerden verder mogelijke specifieke oorzaken van windvooroordelen. Het probleem kan voortkomen uit de vooroordelen in QuikSCAT-producten, of misbruik ervan. Nutsvoorzieningen, ze richten zich op het laatste, waarin het effect van de oceaanstromingen op de berekening van de impulsflux twee keer is meegenomen tijdens de correctie.

"Dit werk biedt aanwijzingen voor het corrigeren van de gemeenschappelijke vooroordelen van de klimaat- en oceaanmodellen. Er wordt verwacht dat het het simulatievermogen van de tropische bovenste circulatie in de op zichzelf staande oceaanmodellen effectief zal verbeteren en de impact van modelafwijkingen op klimaatsimulatie en -voorspelling zal verminderen , " zei Liu. Volgens hem, het werk om de vooroordelen in de klimaatoceaanmodellen te corrigeren, is aan de gang.