天博研究成功构建全球变网格大气物理化学耦合模拟框架—新闻—科学网 来源：天博企业 发表时间: 2024-05-14

近日，中国科学技能年夜学赵纯传授领导的年夜气科学进步前辈计较试验室（LACAR）乐成构建了全世界变网格年夜气物理化学耦合模仿框架，并以年夜气沙尘为例开展了相干研究。研究结果以“Simulating Atmospheric Dust With a Global Variable‐Resolution Model: Model Description and Impacts of Mesh Refinement”为题揭晓在地球体系模式成长范畴国际顶刊《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》。

年夜气沙尘气溶胶于地球天气体系中饰演着主要的作用。然而，�첩因为程度分辩率的限定，对于沙尘气溶胶的数值模仿今朝仍存于较年夜的不确定性。以往的研究凡是接纳降标准的要领举行区域高分辩率模仿，可是如许需要引入界限前提，从而致使一些界限问题，并会限定区域年夜气沙尘与年夜标准环流之间的彼此作用，例如沙尘辐射效应与年夜气环流之间的彼此作用。使器具有区域加密威力的全世界变网格年夜气模式模仿沙尘气溶胶是一种可行的方案，这类体式格局可以或许防止使用界限前提，又比全世界高分辩率模式具备更高的计较效率。

本研究基在全世界变网格年夜气模式MPAS的动力核，构建了分段式邃密化气溶胶及其反馈效应模仿框架。与不雅测以及以往的研究比拟，该模式可以模仿出更合理的沙尘空间漫衍（图1）。同时，本研究还初次实现了全世界框架下区域加密至对于流剖析标准（4km）的沙尘模仿，成果注解对于流剖析标准模仿经由过程剖析对于流降水历程加强了沙尘的湿断根效率，减小了沙尘品质浓度（图2）。

本研究为咱们展现气溶胶对于区域及全世界气候以及天气体系的影响机制提供一种新的模式框架，并支撑了一系列模式成长事情的开展，包孕已经揭晓于《Science Bulletin》上的全世界高分辩率年夜气物理化学耦合模式的成长事情和近来入选高机能计较戈登贝尔天气建模奖候选结果的事情。基在该模式框架，将来将继承开展物理以及化学参数化成长，基在AI的模式机能优化，机制研究等事情。

图1 模式模仿沙尘气溶胶的近地面品质浓度与不雅测数据的对于比

图2 区域加密对于年夜气沙尘品质浓度模仿的影响

本研究获得了国度重点研发规划、国度天然科学基金、中国科学技能年夜学双一流研究资金、和中国科学院战略性先导科技专项的撑持，使用了中国科学技能年夜学高机能计较中央提供的计较资源。赵纯传授为论文通信作者，玻士研究生冯家望为第一作者。

参考文献：

Feng, J., Zhao, C., Du, Q., Xu, M., Gu, J., Hu, Z., Chen, Y. (2023). Simulating atmospheric dust with a global variable-resolution model: Model description and impacts of mesh refinement. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 15, e2023MS003636.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2023MS003636

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