Achosion Prawf Delfrydol ar gyfer Modelau Atmosfferig

Defnyddir systemau modelu hinsawdd byd-eang i ragfynegi'r tywydd a'r hinsawdd, ac mae'r modelau hyn yn cynnwys llawer o wahanol gydrannau. Un gydran o'r fath yw'r model atmosfferig, sy'n cynnwys dwy ran wahanol: y craidd deinamig a'r paramedrau ffisegol. Mae'r craidd deinamig yn rhan sylfaenol o'r model atmosfferig, sy'n gyfrifol am ddal ymddygiad deinamig awyrgylch y Ddaear trwy integreiddiad rhifiadol yr hafaliadau dynameg hylif llywodraethol. Nid oes dwy greiddiau deinamig fel ei gilydd, ac mae eu llwyddiannau unigol yn awgrymu nad oes model perffaith yn bodoli. Mae'n bwysig gallu asesu'r craidd deinamig ar ei ben ei hun, er mwyn deall a yw'r dulliau rhifiadol a ddefnyddir yn dal y ffenomenau gofynnol. I'r perwyl hwn, mae angen creu set safonol o achosion prawf delfrydol. Yna gall canolfannau gweithredol ddefnyddio'r achosion prawf hyn i werthuso perfformiad eu model wrth ddatblygu, ac felly dylanwadu ar agweddau dylunio allweddol ar eu craidd deinamig. Mae'r profion hyn yn arwain at welliannau i'r model, ac felly'n magu hyder ym model sefydliad fel eu bod yn fwy parod i'w rhannu, a thrwy hynny gael buddion eang i'r gymuned fodelu weithredol ehangach.

Example Test Case Result

Mae Dr James Kent wedi bod ar flaen y gad o ran profion craidd deinamig delfrydol. Mae wedi cynllunio, datblygu a gweithredu achosion prawf delfrydol sy'n gwerthuso perfformiad creiddiau deinamig atmosfferig. Mae'n gyd-drefnydd y Prosiect Cyd-gymhariaeth Model Craidd Dynamical (DCMIP), ac mae ei achosion prawf wedi cael eu defnyddio gan wahanol grwpiau modelu tywydd a hinsawdd, gan gynnwys modelau'r Swyddfa Dywydd, ECMWF, NCAR, a NASA.

Zonal Wind

Yn gysylltiedig â chraidd deinamig model atmosfferig mae'r model llinellol. Mae'r model llinellol yn offeryn allweddol wrth gymhathu data, er enghraifft, fe'i defnyddir wrth gymhathu data 4D-Var. Mae Dr Kent wedi gweithio gyda chydweithwyr yn NASA i ddatblygu eu model llinellol newydd, gan lunio ac asesu cynllun rhifiadol newydd i wella cludiant olrhain llinellol. Y dull a ddatblygwyd gan Gaint bellach yw'r opsiwn diofyn ym model llinellol GEOS.

Cyfeiriadau:

Kent, J., Jablonowski, C., Whitehead, J. P., and Rood, R. B., (2012): Downscale Cascades in Tracer Transport Test Cases: an Intercomparison of the Dynamical Cores in the Community Atmosphere Model CAM5, Geoscientifc Model Development, 5, 1517-1530. doi: 10.5194/gmd-5-1517-2012

Kent, J.,  Ullrich, P. A., and Jablonowski, C., (2014): Dynamical Core Model Intercomparison Project: Tracer Transport Test Cases, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 140, 1279-1293. doi: 10.1002/qj.2208

Holdaway, D. and Kent, J., (2015): Assessing the tangent linear behavior of common tracer transport schemes and their use in a linearized atmospheric general circulation model, Tellus A, 67, 27895, http://dx.doi.org/10.3402/tellusa.v67.27895

Kent, J. and Holdaway, D., (2017): An Idealised Test Case for Assessing the Linearization of Tracer Transport Schemes in NWP Models, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 143, 1746-1755. doi: 10.1002/qj.3027

Ullrich, P. A., Jablonowski, C., Kent, J., Lauritzen, P. H., Nair, R., Reed, K. A., Zarzycki, C. M., Hall, D. M., Dazlich, D., Heikes, R., Konor, C., Randall, D., Dubos, T., Meurdesoif, Y., Chen, X., Harris, L., Kühnlein, C., Lee, V., Qaddouri, A., Girard, C., Giorgetta, M., Reinert, D., Klemp, J., Park, S.-H., Skamarock, W., Miura, H., Ohno, T., Yoshida, R., Walko, R., Reinecke, A., and Viner, K, (2017): DCMIP2016: A Review of Non-hydrostatic Dynamical Core Design and Intercomparison of Participating Models, Geosci. Model Dev., 10, 4477-4509. https://doi.org/10.5194/gmd-10-4477-2017

Zarzycki, C. M., Jablonowski, C., Kent, J., Lauritzen, P. H., Nair, R., Reed, K. A., Ullrich, P. A., Hall, D. M., Dazlich, D., Heikes, R., Konor, C., Randall, D., Chen, X., Harris, L., Giorgetta, M., Reinert, D., Kühnlein, C., Walko, R., Lee, V., Qaddouri, A., Tanguay, M., Miura, H., Ohno, T., Yoshida, R.. Park, S-H., Klemp, J., and Skamarock, W., (2019): DCMIP2016: The Splitting Supercell Test Case, Geosci. Model. Dev., 12, 879-892, https://doi.org/10.5194/gmd-12-879-2019