Modelo acoplado de laboratorio de dinámica de fluidos geofísicos

El modelo acoplado de dinámica de fluidos geofísicos ( GFDL CM2.5 ) es un modelo de circulación general atmósfera-océano (AOGCM) acoplado, desarrollado en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la NOAA en Estados Unidos. Es uno de los principales modelos climáticos utilizados en el Cuarto Informe de Evaluación del IPCC , junto con modelos desarrollados en el Instituto Max Planck para la Investigación Climática, el Centro Hadley y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica .

Atmósfera

El componente atmosférico de los modelos CM2.X emplea una atmósfera de 24 niveles con una resolución horizontal de 2° en dirección este-oeste y 2,5° en dirección norte-sur. Esta resolución es suficiente para representar los grandes ciclones de latitudes medias responsables de la variabilidad meteorológica. Sin embargo, es demasiado gruesa para representar procesos como huracanes o brotes de tormentas eléctricas intensas. La atmósfera incluye una representación de los flujos radiativos, la mezcla en la capa límite atmosférica, representaciones de los impactos de las nubes estratos y cúmulos , un esquema para representar la resistencia de los vientos de niveles superiores causada por las ondas de gravedad , cambios en la distribución espacial del ozono y la capacidad de representar el impacto de múltiples gases de efecto invernadero.

Océano

El componente oceánico es un océano de 50 niveles, ejecutado a una resolución de 1° en la dirección este-oeste y que varía en la dirección norte-sur desde 1 grado en las regiones polares hasta 1/3 de grado a lo largo del ecuador. Esta resolución es suficiente para resolver el sistema de corrientes ecuatoriales, pero es demasiado gruesa para capturar los remolinos de mesoescala altamente energéticos , cuyos efectos advectivos y difusivos están parametrizados. Otras parametrizaciones clave incluyen una altura de superficie libre que cambia en respuesta a la evaporación, la precipitación y la convergencia de corrientes oceánicas, absorción de luz solar vinculada a concentraciones de clorofila observadas, una representación de la capa mixta oceánica , inclusión de turbulencia generada por la mezcla de mareas en plataformas y esquemas que permiten que el agua de mares marginales como el Mar Rojo y el Mar Báltico se "mezcle" a través de estrechos angostos en sus desembocaduras.

Se ejecutaron dos conjuntos de modelos para el IPCC, que consistían en circulaciones oceánicas muy similares pero con una metodología diferente para resolver las ecuaciones de movimiento. El resultado es que los modelos tienen tensiones de viento muy diferentes sobre el Océano Austral , con el CM2.0 exhibiendo el sesgo común de vientos desplazados hacia el ecuador, mientras que el modelo CM2.1 es uno de los pocos que tiene vientos cercanos a la latitud y magnitud correctas en esta región (Russell et al., 2006). El trabajo de Reichler y Kim en la Universidad de Utah sugiere que esta serie de modelos es una de las mejores en un rango de características atmosféricas. También tiene una de las mejores simulaciones de El Niño entre los modelos del IPCC (van Oldenburgh et al., 2005; Wittenberg et al., 2006). Sin embargo, como sucede con la mayoría de los AOGCM ejecutados sin ajuste de flujo, los modelos no logran capturar las zonas de afloramiento frío a lo largo de los límites orientales del Pacífico y el Atlántico, y tienden a producir una cuenca amazónica excesivamente seca.

El desarrollo del modelo CM2.1 ha progresado en tres áreas. ^{[ 1 ]} La mejora del modelado de aerosoles y química atmosférica condujo a un modelo CM3 en 2011. ^{[ 2 ]} La mejora en el modelado de ciclos biogeoquímicos condujo a los modelos ESM2M y ESM2G. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Un tercer enfoque fue aumentar la resolución del modelo CM2, lo que condujo a los modelos CM2.5, CM26, FLOR y HiFLOR. ^{[ 1 ]}

• Modelo oceánico modular
• HadCM3
• EdGCM
• Sistema de pronóstico acoplado , la versión operativa de este modelo.

• Delworth, T.; Broccoli, Anthony J.; Rosati, Anthony; Stouffer, Ronald J.; Balaji, V.; Beesley, John A.; Cooke, William F.; Dixon, Keith W.; Dunne, John; et  al. (2006). "Modelos climáticos acoplados globales CM2 de GFDL: Parte 1: Formulación y características de simulación" (PDF) . J. Climate . 19 (5): 643–74 . Bibcode : 2006JCli...19..643D . doi : 10.1175/JCLI3629.1 .
• Gnanadesikan, A; Dixon, Keith W.; Griffies, Stephen M.; Balaji, V.; Barreiro, Marcelo; Beesley, J. Anthony; Cooke, William F.; Delworth, Thomas L.; Gerdes, Rudiger; et  al. (2006). "Modelos climáticos acoplados globales CM2 de GFDL: Parte 2: La simulación oceánica de referencia" (PDF) . J. Climate . 19 (5): 675– 97. Bibcode : 2006JCli...19..675G . CiteSeerX 10.1.1.140.9966 . doi : 10.1175/JCLI3630.1 . 
• Knutson, T; Delworth, TL; Dixon, KW; Held, IM; Lu, J.; Ramaswamy, V.; Schwarzkopf, MD; Stenchikov, G.; Stouffer, RJ (2006). "Evaluación de las tendencias regionales de la temperatura superficial del siglo XX utilizando los modelos acoplados GFDL CM2" (PDF) . J. Climate . 19 (9): 1624– 51. Bibcode : 2006JCli...19.1624K . doi : 10.1175/JCLI3709.1 .
• Russell, JL; Stouffer, RJ; Dixon, KW (2006). "Intercomparación de la circulación del Océano Austral en simulaciones de control de modelos acoplados del IPCC" (PDF) . J. Climate . 19 (18): 4560–75 . Bibcode : 2006JCli...19.4560R . doi : 10.1175/JCLI3869.1 .
• van Oldenburgh, G.; Philip, SY; Collins, M. (2005). "El Niño en un clima cambiante: un estudio multimodelos" . Ocean Science . 1 (2): 81– 95. Bibcode : 2005OcSci...1...81V . doi : 10.5194/os-1-81-2005 .
• Wittenberg, A.; Rosati, Anthony; Lau, Ngar-Cheung; Ploshay, Jeffrey J. (2006). "Modelos climáticos acoplados globales CM2 de GFDL: Parte 3: Clima del Pacífico tropical y ENSO" (PDF) . J. Climate . 19 (5): 698–722 . Bibcode : 2006JCli...19..698W . CiteSeerX 10.1.1.143.8867 . doi : 10.1175/JCLI3631.1 . 

• Información del modelo climático global CM2 y archivos de datos de salida del modelo del portal de datos GFDL. Archivado el 6 de julio de 2019 en Wayback Machine .
• Resultados destacados de la investigación climática con los resultados del modelo GFDL CM2. Incluye texto, gráficos y animaciones.