Исследование устойчивости совместной модели к возмущению начальных данных

Article Sidebar

PDF
Опубликован: 28.05.2020
УДК 519.6 519.2
DOI: https://doi.org/10.26907/1562-5419-2020-23-4-615-633
Выпуск
Том 23 № 4 (2020): Тематический выпуск «Научный сервис в сети Интернет». Часть 2

Main Article Content

Константин Павлович Беляев
Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук (РАН), г. Москва; Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, г. Москва
Гурий Михайлович Михайлов
Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук (РАН), г. Москва
Алексей Николаевич Сальников
Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук (РАН), г. Москва; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, г. Москва
Наталия Павловна Тучкова
Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук (РАН), г. Москва

Аннотация

Задача устойчивости рассматривается в терминах классического определения Ляпунова. Для этого задается множество начальных условий, состоящих их данных предварительных расчетов, и анализируется разброс траекторий, полученных в результате численного моделирования. Эта процедура реализована как серия ансамблевых экспериментов с совместной моделью MPI-ESM института метеорологии М. Планка (Германия). Для численного моделирования задавалась серия различных начальных значений полей характеристик, и модель интегрировалась, начиная с каждого из этих полей, на различные временные периоды. Изучались экстремальные характеристики уровня океана за период 30 лет. Строилось их статистическое распределение, оценивались параметры этого распределения, изучался статистический прогноз на 5 лет вперед. Показано, что статистический прогноз уровня соответствует расчетному прогнозу, полученному по модели. Изучалась локализация экстремальных значений уровня и проводился анализ этих результатов. Численные расчеты выполнялись на суперкомпьютере Ломоносов-2 Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Article Details

Биографии авторов

Константин Павлович Беляев

Ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, доктор физ.-матем. наук, профессор кафедры теории вероятностей и статистики МГУ им. Ломоносова. Сфера научных интересов - математическое моделирование и усвоение данных наблюдений, статистический анализ натурных данных.

Гурий Михайлович Михайлов

Ведущий научный сотрудник Вычислительного центра им. А.А. Дородницына ФИЦ ИУ РАН, кандидат физ.-мат. наук. Сфера научных интересов – архитектура вычислительных систем и сетей, вычислительные и информационные технологии.

Алексей Николаевич Сальников

Ведущий научный сотрудник кафедры математической физики факультета ВМиК МГУ М.В. им. Ломоносова, кандидат физ.-матем. наук. Сфера научных интересов – параллельное программирование, биоинформатика, суперкомпьютеры.

Наталия Павловна Тучкова

Старший научный сотрудник Вычислительного центра им. А.А. Дородницына ФИЦ ИУ РАН, кандидат физ.-мат. наук, окончила ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова. Специалист в области алгоритмических языков и информационных технологий.

Библиографические ссылки

Bronselaer B., Winton M., Griffies S.M., Stouffer R.J., Hurlin W.J., Rodgers K., Russell J.L. Change in future climate due to Antarctic meltwater // Nature. 2018. V. 564. Issue 7734. P. 53–58. https://www.nature.com/articles/s41586-018-0712-z (доступно 07.11.2019)

Holt J., Polton J., Huthnance J., Wakelin S., Enda O'Dea E., Harle J., Yool A., Artioli Y., Blackford Y., Siddorn J., Inall M. Climate-Driven Change in the North Atlantic and Arctic Oceans Can Greatly Reduce the Circulation of the North Sea // Geophysical Research Letters. 2018. https://doi.org/10.1029/2018GL078878 (доступно 07.11.2019)

Jungclaus J.H., Fischer N., Haak H., Lohmann K., Marotzke J., Matei D., Mikolajewicz U., Notz D., Storch J.S. Characteristics of the ocean simulations in the Max Planck Institute Ocean Model (MPIOM) the ocean component of the MPI-Earth system model // J. of Advances in Modeling Earth Systems. 2013. Issue 2. P. 422–446. https://doi.org/10.1002/jame.20023 (доступно 07.11.2019)

Taylor K.E., Stouffer R.J., Meehl G.A. An overview of CMIP5 and the experiment design // Bulletin American Meteorological Society. 2012. V. 93. No. 4. https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/BAMS-D-11-00094.1 (доступно 07.11.2019)

Марчук Г.И., Дымников В.П., Залесный В.Б. Математические модели в геофизической гидродинамике и численные методы их реализации. Л.: Гидрометиздат, 1987. 296 с.

Наац В.И., Наац И.Э. Математические модели и численные методы в задачах экологического мониторинга атмосферы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 328 с.

The Intergovernmental Panel on Climate Change. https://www.ipcc.ch/ (доступно 01.07.2019)

Breckling S.M., Pahlevani N.F. A sensitivity study of the Navier-Stokes-α model // Computers and Mathematics with Applications. 2018. V. 75. P. 666-689.

Belyaev K.P., Kirchner I., Kuleshov A.A., Tuchkova N.P. Numerical Realization of Hybrid Data Assimilation Algorithm in Ensemble Experiments with the MPIESM Coupled Model. In: Velarde M., Tarakanov R., Marchenko A. (eds). The Ocean in Motion. Springer Oceanography. 2018. P. 447–459. https://doi.org/ 10.1007/978-3-319-71934-4_27

Baehr J., Fröhlich K., Botzet M. et al. The prediction of surface temperature in the new seasonal prediction system based on the MPI-ESM coupled climate model // Climate Dynamic. 2015. V. 44. Issue 9-10. P. 2723–2735. https://doi.org/ 10.1007/s00382-014-2399-7

Notz D., Haumann F.A., Haak H., Jungclaus J.H., Marotzke J. Arctic sea-ice evolution as modeled by Max Planck Institute for meteorology’s Earth system model // J. of Advances in Modeling Earth Systems. 2013. V. 5. P. 173–194. https://doi.org/ 10.1002/jame.20016 (доступно 07.11.2019)

Global warming of 1.5 °C https://www.ipcc.ch/sr15/ (access 01.07.2019)

WMO Statement on the State of the Global Climate in 2019. https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=5789 (доступно 07.11.2019)

Koul V., Schrum C., Düsterhus A., Baehr J. Atlantic Inflow to the North Sea Modulated by the Subpolar Gyre in a Historical Simulation with MPI‐ESM // J. of Geophysical Research: Oceans, 2019. V. 124. Issue 3. P. 1807–1826. https://doi.org/ 10.1029/2018JC014738 (доступно 07.11.2019)



Представляя статьи для публикации в журнале «Электронные библиотеки», авторы автоматически дают согласие предоставить ограниченную лицензию на использование материалов Казанскому (Приволжскому) федеральному университету (КФУ) (разумеется, лишь в том случае, если статья будет принята к публикации). Это означает, что КФУ имеет право опубликовать статью в ближайшем выпуске журнала (на веб-сайте или в печатной форме), а также переиздавать эту статью на архивных компакт-дисках журнала или включить в ту или иную информационную систему или базу данных, производимую КФУ.

Все авторские материалы размещены в журнале «Электронные библиотеки» с ведома авторов. В случае, если у кого-либо из авторов есть возражения против публикации его материалов на данном сайте, материал может быть снят при условии уведомления редакции журнала в письменной форме.

Документы, изданные в журнале «Электронные библиотеки», защищены законодательством об авторских правах, и все авторские права сохраняются за авторами. Авторы самостоятельно следят за соблюдением своих прав на воспроизводство или перевод их работ, опубликованных в журнале. Если материал, опубликованный в журнале «Электронные библиотеки», с разрешения автора переиздается другим издателем или переводится на другой язык, то ссылка на оригинальную публикацию обязательна.

Передавая статьи для опубликования в журнале «Электронные библиотеки», авторы должны принимать в расчет, что публикации в интернете, с одной стороны, предоставляют уникальные возможности доступа к их материалам, но, с другой, являются новой формой обмена информацией в глобальном информационном обществе, где авторы и издатели пока не всегда обеспечены защитой от неправомочного копирования или иного использования материалов, защищенных авторским правом.

При использовании материалов из журнала обязательна ссылка на URL: http://rdl-journal.ru. Любые изменения, дополнения или редактирования авторского текста недопустимы. Копирование отдельных фрагментов статей из журнала разрешается для научных исследований, персонального использования, коммерческого использования до тех пор, пока есть ссылка на оригинальную статью.

Запросы на право переиздания или использования любых материалов, опубликованных в журнале «Электронные библиотеки», следует направлять главному редактору Елизарову А.М. по адресу: amelizarov@gmail.com

Издатели журнала «Электронные библиотеки» не несут ответственности за точки зрения, излагаемые в публикуемых авторских статьях.

Предлагаем авторам статей загрузить с этой страницы, подписать и выслать в адрес издателя журнала по электронной почте скан Авторского договора о передаче неисключительных прав на использование произведения.