Skip to content Skip to navigation

OpenStax_CNX

You are here: Home » Content » Bài báo

Navigation

Lenses

What is a lens?

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

This content is ...

Affiliated with (What does "Affiliated with" mean?)

This content is either by members of the organizations listed or about topics related to the organizations listed. Click each link to see a list of all content affiliated with the organization.
  • VOCW

    This module is included inLens: Vietnam OpenCourseWare's Lens
    By: Vietnam OpenCourseWare

    Click the "VOCW" link to see all content affiliated with them.

Recently Viewed

This feature requires Javascript to be enabled.
 

Bài báo

Module by: Trần Đức. E-mail the author

Summary: Bài báo mô tả về mô hình khí hậu CAM3.0…

Từ khóa: mô hình

khí hậu

CAM3.0

Tác giả: TS. Trần Quang Đức

Tóm tắt: Bài báo mô tả về mô hình khí hậu CAM3.0…

MÔ HÌNH KHÍ HẬU KHÍ QUYỂN CAM3.0

TS. Trần Quang Đức

Khoa Khí tượng-Thủy văn và hải dương học

Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

CAM3.0 là mô hình khí hậu khí quyển 3-chiều thế hệ thứ năm, là phiên bản gần đây nhất được thiết kế tại Trung Tâm Nghiên Cứu Khí Quyển Quốc Gia – Hoa Kỳ (NCAR). Thế hệ mô hình đầu tiên đã được phát triển trên 15 năm, trải qua nhiều phiên bản với những cải tiến, nâng cấp đến nay CAM3.0 gồm nhiều tính năng, có cơ sở vật lý chặt chẽ, cấu trúc mô hình tương đối đơn giản. Sử dụng CAM3.0 chạy mô phỏng hạn dài, tiến hành đánh giá bước đầu một tháng tiêu biểu mùa hè và mùa đông.

Tóm tắt lịch sử phát triển

CAM 3.0 là tên bộ mô hình khí hậu khí quyển, được viết tắt bằng cách lấy 3 chữ cái đầu tiên của 3 từ tiếng Anh “Community Atmosphere Model 3.0”, có nghĩa là “Mô hình khí quyển cộng đồng 3.0” [4].

Khoảng 15 năm gần đây, nhóm Khí hậu và Động lực toàn cầu (Climate and Global Dinamics - CGD) thuộc Trung tâm nghiên cứu khí quyển quốc gia – Hoa Kỳ (NCAR) đã xây dựng mô hình tổng quát khí quyển toàn cầu 3 chiều.

Với mong muốn được phổ biến rộng rãi, mô hình được thiết kế có những công cụ mang tính cộng đồng, nhiều người có thể sử dụng, sáng tạo và phát triển nên nó được đặt tên là “Mô hình khí hậu cộng đồng” (Community Climate Model - CCM).

Phiên bản gốc Mô hình khí hậu cộng đồng của Trung tâm nghiên cứu khí quyển quốc gia, CCM0A (1982) và CCM0B (1983), dựa trên cơ sở mô hình phổ của Úc 1977, 1978 và phiên bản đoạn nhiệt mô hình phổ (1979).

Thế hệ thứ hai mô hình cộng đồng, CCM1, được giới thiệu vào tháng 7 năm 1987, bao gồm một loạt những thay đổi đáng kể trong xây dựng mô hình, chúng làm thay đổi cơ bản đối với mô phỏng khí hậu. Những thay đổi chính trong mô hình bao gồm thay đổi tham số hoá bức xạ, sửa lại kỹ thuật vi phân đối với chỉ số động lực, sửa lại các quá trình khuếch tán theo phương thẳng đứng và phương ngang, và thay đổi tới trao đổi năng lượng bề mặt.

CCM2 thế hệ thứ ba của Mô hình khí hậu cộng đồng, được giới thiệu vào tháng 10 năm 1992. Phiên bản này là kết quả của sự gắng sức lớn nâng cấp, thể hiện vật lý khoảng rộng các quá trình khí hậu, bao gồm: mây, bức xạ, đối lưu ẩm, lớp biên hành tinh và vận chuyển năng lượng. Mã nguồn CCM2 được cấu trúc lại sao cho thoả mãn được ba mục tiêu chính:

  • Dễ sử dụng hơn, bao gồm cả sự linh hoạt sử dụng trên các môi trường khác nhau;
  • Tiện lợi kết nối giao diện vật lý chuẩn;
  • Kết nối những công việc đơn lẻ bằng những khả năng đa nhiệm.

Cấu hình mô hình chuẩn CCM2 có sự khác biệt cơ bản so với phiên bản trước ở hầu hết mọi khía cạnh, bắt đầu từ độ phân giải, ở đây CCM2 sử dụng độ phân giải phổ theo phương ngang T42 (bước lưới xấp xỉ 2,8x2,8 độ), với 18 mực theo phương thẳng đứng và mực trên cùng cứng 2,917 mb. Thay đổi động lực bao gồm sử dụng trục toạ độ thẳng đứng địa hình lai, kết hợp sơ đồ Bán-Lagrangian cho vận chuyển ẩm theo phương ngang. Những thay đổi cơ bản về vật lý bao gồm việc sử dụng gần đúng -Eddington để tính hấp thụ bức xạ mặt trời, sử dụng dạng đường Voigt để thực tế hơn đối với bức xạ hồng ngoại làm lạnh tầng bình lưu vv…

CCM3 là thể hệ thứ tư trong loạt Mô hình khí hậu cộng đồng của NCAR. Có nhiều thay đổi quan trọng trong lựa chọn tham số hoá vật lý, những thay đổi về động lực. Chú trọng sửa đổi vật lý tiêu biểu đối với các quá trình khí hậu riêng trong CCM3, cũng như sửa đổi để mô hình khí quyển kết nối tiện lợi, phù hợp hơn với các mô hình thành phần đất, đại dương, băng biển. Có nghĩa là thay đổi quan trọng đối với mô hình khí quyển hướng tới hệ thống hoá tốt hơn các nguồn năng lượng tại đỉnh và bề mặt khí quyển. So sánh với phiên bản CCM2 những thay đổi chính có thể nhóm thành 5 nhóm:

  • Thay đổi đối với truyền bức xạ qua cột không khí có và không có mây;
  • Thay đổi các quá trình thuỷ văn (những thay đổi trong lớp biên, đối lưu ẩm, và trao đổi năng lượng bề mặt);
  • Kết nối mô hình bề mặt đất phức tạp;
  • Kết nối thành phần đại dương lớp xáo trộn mỏng/nhiệt động lực biển băng;
  • Lựa chọn những thay đổi khác có tính hình thức, mà không gây ra những thay đổi tới bản chất mô hình khí hậu.

CAM 3.0 là thế hệ thứ năm mô hình khí hậu toàn cầu của NCAR. Tên được thay đổi từ ‘Mô hình khí hậu cộng đồng’ thành ‘Mô hình khí quyển cộng đồng’ để phản ánh vai trò của CAM 3.0 trong hệ thống khí hậu kết nối đầy đủ. Khác hẳn với những thế hệ mô hình khí quyển trước, CAM 3.0 được thiết kế qua sự kết hợp giữa những người sự dụng và những người xây dựng trong Nhóm làm việc mô hình khí quyển (AMWG).

Những thay đổi chính về vật lý bao gồm:

  • Ngưng kết nước mây sử dụng sản phẩm dự báo. Sửa đổi tham số hoá theo hướng thực tế hơn cho sự bốc hơi và ngưng kết dưới tác động bởi các quá trình qui mô lớn và sự thay đổi các phần mây;
  • Trọn gói nhiệt động lực mới đối với băng biển;
  • Thể hiện rõ ràng phần phủ của đất và biển băng;
  • Mới, tổng quát, và tiếp cận mềm dẻo trong việc tính toán bức xạ: Những tham số hoá mới tính toán dòng bức xạ sóng ngắn, sóng dài và mức nhiệt lượng;
  • Tham số hoá mới đối với hấp thụ sóng dài và phát xạ của hơi nước;
  • Cập nhật mới hấp thụ gần hồng ngoại của hơi nước;
  • Nền sol khí đồng dạng được thay thế bởi số liệu khí hậu hàng ngày đối với sulfat, muối biển, dioxitcarbon, bụi. CAM 3.0 bao gồm cả cơ chế tác động của sol khí núi lửa tới bức xạ sóng ngắn và sóng dài.

CAM 3.0 – là mô hình nghiên cứu, có thể chạy một cách độc lập và cũng có thể chạy kết hợp với các mô hình thành phần của Bộ mô hình khí hậu cộng đồng (CCSM – gồm bốn mô hình thành phần: Mô hình khí quyển, Mô hình đại dương, Mô hình đất, Mô hình băng biển) [1,2].

Động lực và tham số hóa vật lý

CAM 3.0 phân tách rõ ràng phần tham số hóa vật lý và phần động lực, có thể dễ dàng thay thế và biến đổi chúng một cách độc lập

Phương trình dự báo tổng quát cho biến ψψ size 12{ψ} {}có dạng:

{}ψt=Dψ+Pψψt=Dψ+Pψ size 12{ { { partial ψ} over { partial t} } =D left (ψ right )+P left (ψ right )} {} (1.1)

trong đó ψψ size 12{ψ} {} là biến dự báo như nhiệt độ, thành phần gió ngang vv…, DD size 12{D} {}thành phần động lực và PP size 12{P} {} thành phần tham số hóa vật lý [4].

Động lực

Mô hình CAM 3.0 sử dụng ba dạng động lực: (i) Động lực Ơle, (ii) Động lực Bán-Lagrangian, (iii) Động lực thể tích hữu hạn. Trong khuôn khổ bài báo này sẽ chỉ mô tả hệ trục tọa độ thẳng đứng được dùng cho ba dạng động lực, và các phương trình đối với động lực thể tích hữu hạn.

Mô hình CAM 3.0 sử dụng hệ tọa độ thẳng đứng lai. Hệ tọa độ thẳng đứng lai được phát triển vào năm 1981 với mục đích cung cấp khung áp dụng chung cho trục tọa độ thẳng đứng, trong đó bám sát theo địa hình ở gần bề mặt Trái đất và trở thành hệ tọa độ áp suất ở những lớp trên. Hệ tọa độ lai là khái niệm chung hơn so với sơ đồ hệ tọa độ . Tuy vậy hệ tọa độ lai thường được định rõ theo cách sao cho hai hệ tọa độ đồng nhất [3].

Hệ tọa độ thẳng đứng đối với động lực Ơle [4]

Xuất phát từ những phương trình nguyên thủy trong hệ tọa độ thẳng đứng theo địa hình, yêu cầu định rõ những tính chất cơ bản của hệ tọa độ. Nếu áp suất bề mặt là ππ size 12{π} {}, thì trục tọa độ thẳng đứng ηp,πηp,π size 12{η left (p,π right )} {} thỏa mãn:

1. ηp,πηp,π size 12{η left (p,π right )} {} là hàm đơn của p

2. ηπ,π=1ηπ,π=1 size 12{η left (π,π right )=1} {}

3. η0,π=0η0,π=0 size 12{η left (0,π right )=0} {}

4. ηpt,π=ηtηpt,π=ηt size 12{η left (p rSub { size 8{t} } ,π right )=η rSub { size 8{t} } } {} trong đó ptpt size 12{p rSub { size 8{t} } } {}là đỉnh mô hình

Hệ tọa độ thẳng đứng đối với động lực Bán-Lagrangian

Động lực Bán-Lagrangian sử dụng cùng hệ tọa độ thẳng đứng ( ηη size 12{η} {}) như động lực Ơle, bằng

pη,ps=A(η)p0+B(η)pspη,ps=A(η)p0+B(η)ps size 12{p left (η,p rSub { size 8{s} } right )=A \( η \) p rSub { size 8{0} } +B \( η \) p rSub { size 8{s} } } {} (1.2)

trong đó p là áp suất, ps áp suất bề mặt mô hình, po là hằng số áp suất tra cứu, A và B là các hệ số theo các mực mô hình.

Động lực thể tích hữu hạn

Trước hết xin đưa ra khái niệm “mật độ - giả” (pseudo-density) π=pζπ=pζ size 12{π= { { partial p} over { partial ζ} } } {} (gradient áp suất thẳng đứng trong hệ tọa độ thẳng đứng tổng quát ζζ size 12{ζ} {}).

Phương trình cân bằng thủy tĩnh trong hệ tọa độ Đề các có dạng:

1ρpz+g=01ρpz+g=0 size 12{ { {1} over {ρ} } { { partial p} over { partial z} } +g=0} {},(1.3)

trong đó  mật độ không khí, p áp suất, và g hằng số gia tốc trọng trường. Phương trình cân bằng thủy tĩnh mô tả mối quan hệ giữa mật độ-giả và mật độ thật trong hệ tọa độ thẳng đứng ζζ size 12{ζ} {} có dạng:

π=Φζρπ=Φζρ size 12{π= - { { partial Φ} over { partial ζ} } ρ} {},(1.4)

trong đó Φ=gzΦ=gz size 12{Φ= ital "gz"} {} địa thế vị. Ghi chú rằng ππ size 12{π} {}trở thành “mật độ thật” nếu ζ=gzζ=gz size 12{ζ= - ital "gz"} {}, áp suất bề mặt nếu σ=pPsσ=pPs size 12{ left (σ= { {p} over {P rSub { size 8{s} } } } right )} {}. Phương trình mô tả định luật bảo toàn tổng khối lượng không khí có dạng:

tπ+.Vπ=0tπ+.Vπ=0 size 12{ { { partial } over { partial t} } π+ nabla "." left ( {V} cSup { size 8{ rightarrow } } π right )=0} {},(1.5)

trong đó V=u,v,dtV=u,v,dt size 12{ {V} cSup { size 8{ rightarrow } } = left (u,v, { {dζ} over { ital "dt"} } right )} {}. Tương tự như vậy phương trình mô tả định luật bảo toàn khối lượng đối với hơi nước có thể được viết

tπq+.Vπq=0tπq+.Vπq=0 size 12{ { { partial } over { partial t} } left (πq right )+ nabla "." left ( {V} cSup { size 8{ rightarrow } } πq right )=0} {}(1.6)

trong đó q độ ẩm riêng hơi nước.

Phương trình mô tả định luật nhiệt động lực học thứ nhất đối với nhiệt độ thế vị θθ size 12{θ} {} có dạng:

tπθ+.Vπθ=0tπθ+.Vπθ=0 size 12{ { { partial } over { partial t} } left ( ital "πθ" right )+ nabla "." left ( {V} cSup { size 8{ rightarrow } } ital "πθ" right )=0} {}.(1.7)

Phương trình động lượng có dạng:

tu=Ωv1Acosθλk+ΦvD+1ρλpdtuζtu=Ωv1Acosθλk+ΦvD+1ρλpdtuζ size 12{ { { partial } over { partial t} } u= %OMEGA v - { {1} over {A"cos"θ} } left [ { { partial } over { partial λ} } left (k+Φ - ital "vD" right )+ { {1} over {ρ} } { { partial } over { partial λ} } p right ] - { {dζ} over { ital "dt"} } { { partial u} over { partial ζ} } } {},(1.8)

tv=Ωu1Aθk+ΦvD+1ρθpdtvζtv=Ωu1Aθk+ΦvD+1ρθpdtvζ size 12{ { { partial } over { partial t} } v= - %OMEGA u - { {1} over {A} } left [ { { partial } over { partial θ} } left (k+Φ - ital "vD" right )+ { {1} over {ρ} } { { partial } over { partial θ} } p right ] - { {dζ} over { ital "dt"} } { { partial v} over { partial ζ} } } {},(1.9)

trong đó λ,θλ,θ size 12{ left (λ,θ right )} {} hệ tọa độ (kinh, vĩ), A bán kính Trái đất,  hệ số phân kỳ lựa trọn, D phân kỳ ngang

D=1Acosθλu+θvcosθD=1Acosθλu+θvcosθ size 12{D= { {1} over {A"cos"θ} } left [ { { partial } over { partial λ} } left (u right )+ { { partial } over { partial θ} } left (v"cos"θ right ) right ]} {},

k=12u2+v2k=12u2+v2 size 12{k= { {1} over {2} } left (u rSup { size 8{2} } +v rSup { size 8{2} } right )} {},

ΩΩ size 12{ %OMEGA } {} , thành phần thẳng đứng xoáy tuyệt đối, được xác định theo:

Ω=sinθ+1AcosθλvθucosθΩ=sinθ+1Acosθλvθucosθ size 12{ %OMEGA =2ω"sin"θ+ { {1} over {A"cos"θ} } left [ { { partial } over { partial λ} } v - { { partial } over { partial θ} } left (u"cos"θ right ) right ]} {},

trong đó ωω size 12{ω} {} vận tốc góc của Trái đất.

Tham số hóa vật lý [4]

Tham số hóa trong CAM 3.0 bao gồm một chuỗi các thành phần, được minh họa bởi

P = {M,C, R, S, T},(1.10)

Trong đó M biểu thị (Moist) quá trình giáng thủy, C biểu thị mây (Cloud), R biểu thị bức xạ (Radiation), S biểu thị mô hình đất (Surface model), và T biểu thị xáo trộn rối (Turbulent mixing). Mỗi trong số các thành phần trên lần lượt được chia nhỏ thành các thành phần con khác nhau:

M quá trình giáng thủy gồm:

- Đoạn nhiệt khô điều chỉnh có lựa trọn, chỉ áp dụng trong tầng bình lưu;

- Đối lưu sâu;

- Đối lưu nông;

- Ngưng kết qui mô lớn ổn định.

C tham số hóa mây: tính toán phần mây, chúng ảnh hưởng mạnh tới tham số hóa bức xạ.

R tham số hóa bức xạ gồm:

- Tham số hóa bức xạ sóng ngắn (Chu trình ngày đêm, son khí, đặc tính quang học mây, giao thoa mây, các thông lượng bức xạ sóng ngắn và mức độ đốt nóng);

- Tham số hóa bức xạ sóng dài (Hấp thụ, hơi nước, khí ga hiếm, tỉ lệ xáo trộn khí ga hiếm, phát xạ của mây).

S tham số hóa các dòng bề mặt (trao đổi bề mặt của nhiệt, ẩm và động lượng) gồm:

- Mô hình đất;

- Mô hình đại dương;

- Mô hình băng biển;

- Hoặc tính toán các dòng trên cơ sở các điều kiện bề mặt riêng như nhiệt độ mặt nước biển và phân bố biển băng.

T tham số hóa xáo trộn rối mà các thông lượng điều kiện biên dưới được cung cấp từ các dòng bề mặt được tham số hóa từ thành phần S , bao gồm:

- Tham số hóa lớp biên hành tinh;

- Khuyếch tán thẳng đứng;

- Ảnh hưởng sóng trọng trường.

Cấu trúc mô hình CAM 3.0 [2]

Mô hình CAM 3.0 có thể được mô tả bởi ba khối chính: (i) khối số liệu đầu vào, (ii) khối tính toán xử lý CAM 3.0, (iii) khối kết quả đầu ra (Hình 1).

Khối số liệu đầu vàoKhối CAM 3.0Khối kết quả đầu ra

Hình 1: Sơ đồ khối cấu trúc mô hình CAM 3.0

Khối số liệu đầu vào gồm một loạt các trường: số liệu khí nhà kính, khối số liệu điều kiện ban đầu, số liệu ozon vv…được mô tả trên Hình 2

Khối số liệu đầu vào

Số liệu khínhà kínhSL điều kiệnban đầu cho mô hình đất

Số liệu địa hìnhKhối số liệu điều kiệnban đầu

SL bề mặt phân giải caoSố liệu Ozon

Số liệu thực vậtSSTSố liệu khí sulfatSố liệu bức xạ

Hình 2: Sơ đồ khối mô tả khối số liệu đầu vào

Trong đó, khối số liệu điều kiên ban đầu gồm một loạt trường các yếu tố mà các giá trị được cho tại các nút lưới (Hình 3).

Khối số liệu điều kiện ban đầu

Bảng 1
FIXME: A LIST CAN NOT BE A TABLE ENTRY. Nhiệt độThành phần gió vĩ hướng, kinh hướngĐộ ẩm riêng hơi nướcThế vị bề mặtÁp suất bề mặt FIXME: A LIST CAN NOT BE A TABLE ENTRY. Dấu phân biệt đất/đại dươngNhiệt độ bề mặtNhiệt độ bề mặt tuyết băngĐộ dầy tuyếtKiểu đấtNhiệt độ 4 tiểu lớp băng biển

Hình 3: Trường các yếu tố bao gồm trong khối số liệu điều kiện ban đầu

Khối tính toán xử lý CAM 3.0 gồm nhiều các chương trình con xử lý số liệu và tính toán: chương trình lập cấu hình, chương trình đọc số liệu, khối tính toán động lực vv…được mô tả trên Hình 4

Khối CAM 3.0

Các CT lập cấu hình và thực thiCT kiểm soát lưới

Mô hình băng biểnCT đọc số liệu

Mô hình đấtKhối động lực

CT kết nối các thành phầnMô hình số liệu đại dương

Mô hình cột đơnCT so sánh kết quảVật lý (bức xạ, đối lưu…)Mô hình đại dương lớp mỏng

Hình 4: Sơ đồ khối tính toán sử lý CAM 3.0

Khối số liệu đầu ra gồm gần 300 biến. Giá trị của các biến được cho tại các nút lưới với độ phân giải của lưới là 2,50 kinh, vĩ và 26 mực theo chiều thẳng đứng (Hình 5).

Khối đầu ra

  • Có định dạng NetCDF
  • Độ phân giải ngang 2,50 và 26 mực thẳng đứng
  • Gần 300 biến kết xuất

…Độ ẩm riêngQ (kg/kg)Nhiệt độT (K)Áp suất mực biểnPSL (Pa)Áp suất bề mặtPS (Pa)

Hình 5: Sơ đồ khái quát khối kết quả đầu ra

Thiết kế chạy mô phỏng

Chúng tôi tiến hành chạy mô phỏng cho hơn một năm (từ 01 tháng 12 năm 1979 đến hết 31 tháng 12 năm 1980), với bước thời gian 1200 giây, miền tính toàn cầu với lưới 64x128 (64 điểm theo kinh hướng và 128 điểm theo vĩ hướng), chạy với điều kiện ban đầu, điều kiện biên và SST (nhiệt độ mặt biển) từ nguồn số liệu do NCEP (Trung tâm dự báo môi trường quốc gia-Hoa kỳ) cung cấp, biên bức xạ mặt trời năm 1980. Kết quả đầu ra là số liệu trung bình tháng.

Trong khuôn khổ bài báo chúng tôi xin trích dẫn, hiển thị hai trường khí tượng áp suất mực biển và nhiệt độ bề mặt trung bình tháng cho tháng 1 năm 1980 (Hình 6a, 6c), cho tháng 7 năm 1980 (Hình 7a, 7c) và gọi đây là trường mô phỏng (hoặc dự báo trong quá khứ).

Đồng thời để đánh giá bước đầu, chúng tôi đưa ra hai trường tương tự như hai trường mô phỏng trên từ số liệu tái phân tích của NCEP, và gọi là trường thực (Hình 6b, 6d; Hình 7b, 7d).

Bảng 2
a) b)
graphics1.png graphics2.png
c) d)
graphics3.png graphics4.png

Hình 6: Bản đồ mô phỏng áp suất mực biển (a), nhiệt độ bề mặt (c) và bản đồ thực áp suất mực biển (b), nhiệt độ bề mặt (d) tháng 1 năm1980

Tháng 1 năm 1980 trường áp suất mực biển về cơ bản cho ta thấy sự tương đồng tương đối tốt giữa mô phỏng và thực tế ở Nam Bán Cầu và dải quanh xích đạo: dạng của vùng áp thấp gồm xích đạo Ấn Độ Dương, xích đạo Tây Thái Bình Dương, Indonezia, Úc giống nhau và có giá trị 1000 – 1005 mb; dải áp cao quanh vĩ độ 300S phân bố gần giống nhau và cùng có giá trị 1015 – 1025 mb; với nhận xét tương tự như dải quanh 300S nêu trên đối với dải áp thấp quanh rìa mép Nam Cực. Trong khi đó tại Bắc Bán Cầu, vùng Bắc Thái Bình Dương không được tương đồng giữa mô phỏng và thực tế nhưng lại rất tốt ở vùng lục địa Bắc Á, Aixơlen và tương đối tốt ở lục địa Bắc Mỹ và Bắc Đại Tây Dương. Trường nhiệt độ tương đồng rất tốt cả ở Bắc Bán Cầu và Nam Bán Cầu. Dải có nhiệt độ cao với giá trị >250C quanh xích đạo lan rộng tới quá vĩ độ 200N, 200S và cùng ngắt quãng, thu hẹp trên lục địa Châu Phi, Châu Mỹ La Tinh, nam xích đạo Đông Thái Bình Dương. Từ dải quanh xích đạo nhiệt độ mô phỏng và thực tế giảm đều về phía hai cực và cùng có giá trị thấp nhất trên phần lục địa Bắc Nga, Bắc Mỹ và vùng quanh kinh độ 600E Nam Cực.

Tháng 7 năm 1980 trường áp mực biển rất tương đồng giữa mô phỏng và thực tế cả ở Bắc Bán Cầu, cả ở Nam Bán Cầu. Đặc biệt tương đồng tốt là: hai tâm áp cao Bắc Thái Bình Dương, Bắc Đại Tây Dương với giá trị >1025 mb, dải áp cao quanh vòng vĩ tuyến 300S với giá trị >1020 mb, dải áp thấp quanh rìa mép Nam Cực với giá trị <980 mb, các tâm áp thấp trên Ảrập xêút, lục địa phần phía đông nước Nga. Vùng quanh kinh độ 600E Nam Cực trên cả bản đồ mô phỏng và thực tế cùng là vùng áp cao nhưng giá trị trường thực gây nghi ngờ, nguyên nhân gây nghi ngờ có thể là do giá trị áp suất mực biển được ngoại suy từ áp suất bề mặt và do sự thưa thớt của mạng lưới trạm ở đây. Trường nhiệt độ tháng 7 năm 1980 rất tương đồng giữa mô phỏng và thực tế, thậm chí có thể nói là tương đồng nhất so với ba trường đã phân tích ở trên. Nhiệt độ cao ở dải quanh xích đạo giảm dần đều về phía cực, những giá trị cao nhất đạt trên 300C không nằm ở xích đạo mà lệch bắc như tại: Bắc Phi, Trung Đông, và Bắc Trung Mỹ. Nhiệt độ thấp nhất Bắc Bán Cầu tại Aixơlen và thấp nhất Nam Bán Cầu tại vùng quanh kinh độ 600E Nam Cực.

Bảng 3
a) b)
graphics5.png graphics6.png
c) d)
graphics7.png graphics8.png

Hình 7: Bản đồ mô phỏng áp suất mực biển (a), nhiệt độ bề mặt (c) và bản đồ thực áp suất mực biển (b), nhiệt độ bề mặt (d) tháng 7 năm1980

Kết luận

Mô hình CAM 3.0 – mô hình khí hậu khí quyển toàn cầu, có thể chạy độc lập và có thể chạy kết hợp với các mô hình thành phần khác của hệ thống khí hậu. Động lực mô hình có ba dạng chỉ số có thể lựa trọn, tham số hóa chi tiết nhiều quá trình. Mô hình có cấu trúc đơn giản, các môdul độc lập với nhau dễ biến đổi, cải tiến. Mô hình có lượng lớn rất phong phú các biến kết xuất.

Mô phỏng bước đầu cho một tháng mùa đông, một tháng mùa hè cho thấy trường áp suất bề mặt tương đối tương đồng với trường thực, đối với trường nhiệt độ bề mặt sự tương đồng với trường thực còn đặc biệt tốt hơn, và nhìn chung Nam Bán Cầu thể hiện các mô phỏng tốt hơn Bắc Bán Cầu.

Bài báo là một phần kết quả của đề tài NCCB 705406

Tài liệu tham khảo

  1. Trần Quang Đức. Nghiên cứu khả năng khai thác bộ mô hình Khí hậu CAM 3.0, Đề tài cấp Trường Đại học khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, 2005.
  2. James R. McCaa, Mathew Rothstein, Brian E. Eeton, James M. Rosinski, Erich Kluzek, Mariana Vertenstein. User’s guide to the NCAR community atmosphere model (CAM 3.0), Technical Report NCAR, Boulder, 97 pp., June 2004.
  3. McGuffie K., Henderson-Sellers A.. A climate modelling primer- second edition, John Wiley & Sons, 246 pp., 1997.
  4. William D. Collins, Philip J. Rasch, Bigron A. Boville, James J. Hack, James R. McCaa, David l. Williamson, Jaffrey T. Kiehl, Bruce Briegleb. Description of the NCAR community atmosphere model (CAM 3.0), Technical Report NCAR, Boulder, 210 pp., June 2004.

Scientific and technical Hydro-Meteorological Journal

COMMUNITY ATMOSPHERE MODEL (CAM 3.0)

Tran Quang Duc

Department of Hydro-Meteorology & Oceanography

College of Science, VNU

Study on the basic features, physic and structure of the CAM 3.0. The CAM 3.0 is the fifth generation which is the latest version developed at the National Center Atmospheric Reseach-United State (NCAR). Simulate long-term climate, verification one typical summer and winter month.

Content actions

Download module as:

PDF | EPUB (?)

What is an EPUB file?

EPUB is an electronic book format that can be read on a variety of mobile devices.

Downloading to a reading device

For detailed instructions on how to download this content's EPUB to your specific device, click the "(?)" link.

| More downloads ...

Add module to:

My Favorites (?)

'My Favorites' is a special kind of lens which you can use to bookmark modules and collections. 'My Favorites' can only be seen by you, and collections saved in 'My Favorites' can remember the last module you were on. You need an account to use 'My Favorites'.

| A lens I own (?)

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

| External bookmarks