Los surfistas no son las únicas personas que intentan atrapar grandes olas. Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía Berkeley Lab también están tratando de hacerlo, al menos en los pronósticos del clima de olas.
Utilizando décadas de datos climáticos globales generados con una resolución espacial de unos 25 kilómetros cuadrados, los investigadores pudieron capturar la formación de ciclones tropicales, también conocidos como huracanes y tifones, y las olas extremas que generan. Esos mismos modelos,cuando se ejecuta a resoluciones de unos 100 kilómetros, se pierde los ciclones tropicales y las grandes olas de hasta 30 metros de altura.
Sus hallazgos, publicados en la edición del 16 de febrero de Cartas de investigación geofísica , demuestre la importancia de ejecutar modelos climáticos con una resolución más alta. Mejores predicciones de la frecuencia con la que golpearán las olas extremas son importantes para las ciudades costeras, el ejército y las industrias que dependen de las plataformas marítimas y petroleras. Y, por supuesto, para los surfistas.
"Es bien sabido que para estudiar ciclones tropicales mediante simulaciones, los modelos deben ejecutarse en alta resolución", dijo el autor principal del estudio y becario postdoctoral Ben Timmermans. "La mayoría de los modelos existentes que se utilizan para estudiar el clima global se ejecutan enresoluciones que son insuficientes para predecir ciclones tropicales. Las simulaciones de nuestro estudio son los primeros conjuntos de datos globales de larga duración que utilizan una resolución de 25 kilómetros. También es la primera vez que un estudio ha examinado específicamente el impacto del aumento de la resolución de las olas del océano enuna escala climatológica global. "
Los otros autores de este estudio son Dáith? Stone, Michael Wehner y Harinarayan Krishnan. Todos los autores son científicos de la División de Investigación Computacional CRD de Berkeley Lab.
Zoom para detectar huracanes
Los modelos climáticos funcionan simulando el intercambio de aire, agua y energía entre las "cajas" de la red. En los modelos climáticos de última generación, estas cajas suelen tener entre 100 y 200 kilómetros de ancho. Ese nivel de detalle eslo suficientemente bueno como para captar la formación y el movimiento de las tormentas de latitudes medias, dijeron los investigadores, porque tales sistemas tienden a ser bastante grandes.
En contraste, los ciclones tropicales tienden a cubrir un área más pequeña. Si bien la huella general de un huracán puede ser amplia, el ojo de un huracán puede ser muy compacto y bien definido, anotaron los investigadores.
"El problema con esa resolución de 100 kilómetros es que pasa por alto detalles clave de los huracanes y ciclones tropicales, que son claramente relevantes para la generación de olas extremas", dijo Stone. "Pero yendo a un conjunto de datos de resolución de 25 kilómetroses un desafío computacional. Requiere 64 veces más recursos computacionales que una simulación de 100 kilómetros ".
El estudio se basó en el poder de procesamiento de datos del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación en Energía NERSC, una instalación de usuarios de computación científica financiada por la Oficina de Ciencias del DOE y con sede en Berkeley Lab.
Los investigadores ejecutaron el modelo climático Community Atmosphere Model versión 5 CAM5 con datos recopilados en incrementos de tres horas a una resolución baja de 100 kilómetros y a una resolución alta de 25? Kilómetros. Descubrieron que las simulaciones de alta resolución incluíanciclones tropicales donde los de baja resolución no lo hicieron.
Procesamiento de datos para atrapar grandes olas
Para ver si los ciclones tenían un efecto en las olas, luego ejecutaron modelos de olas globales en ambas resoluciones. Vieron olas extremas en el modelo de alta resolución que no aparecían en los de baja resolución.
"Los huracanes son cosas difíciles de modelar", dijo Stone. "Hemos demostrado la importancia de utilizar un conjunto de datos de alta resolución para producir huracanes. Pero las características de los huracanes podrían cambiar con el clima. La gente está haciendo proyecciones de cambiosen las olas del océano en un futuro, un mundo más cálido. No está claro si la resolución de 25 kilómetros es suficiente para capturar todos los procesos involucrados en el desarrollo de un huracán. Pero sabemos que es mejor que 100 kilómetros ".
Si bien hay simulaciones adicionales de alta resolución del futuro en camino, los investigadores pudieron echar un primer vistazo a las posibles condiciones a fines del siglo XXI. Wehner señaló que se proyecta que las olas más grandes en Hawái serán sustancialmente más grandesen un mundo futuro mucho más cálido.
Los investigadores agregaron que este estudio solo analizó los promedios de las olas generadas por el viento. Las olas "rebeldes" o "anormales" únicas no se pueden reproducir en este tipo de modelos, y las olas grandes como los tsunamis son muy diferentes, ya que soncausada por la actividad sismológica, no por el viento.
Los datos de este estudio estarán disponibles gratuitamente para su uso por la comunidad científica en general.
"De la misma manera que los patrones climáticos son parte del clima, los patrones de las olas del océano también son parte del clima de 'olas'", dijo Timmermans. "Las olas del océano son relevantes para la interacción entre el océano y la atmósfera, lo que afectael clima del planeta en su conjunto ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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