ИСТИНА

Тема выполняется в рамках мероприятия «Усовершенствование глобальной модели Земной системы мирового уровня для исследовательских целей и сценарного прогнозирования климатических изменений». Целью работы является исследование процессов в пограничных слоях (атмосферы, океана и вод суши) и разработка их параметризаций для моделей Земной системы.

The research is carried out within the "Improvement of the global Earth system world-class model for research purposes and scenario projections of climate change" project and includes the following tasks: development of boundary layer models of the atmosphere, ocean and land water bodies, their numerical and software implementation on high-performance computing systems; development of software interfaces for the implementation in Earth system models; improvement of subgrid dynamics parametrizations in climate models for accurate reproduction of exchange processes in the boundary layers.

Запланированы следующие результаты: 1. Новая версия интерфейса для подключения модели приземного слоя к моделям пограничного слоя атмосферы, океана и деятельного слоя суши. 2. Новая версия интерфейса модуля атмосферного пограничного слоя. Будет выполнено подключение интерфейса к модели МЗС ИВМ РАН и проведено сравнение с оригинальной версией модели. 3. Результаты анализа и тестирования компонент и параметризаций пограничного слоя атмосферы, используемых в модели МЗС ИВМ РАН. Набор перспективных параметризаций для включения в модель МЗС ИВМ РАН. 4. Результаты анализа и тестирования модели пограничного слоя атмосферы на предмет узких мест по вычислительной эффективности, использованию памяти и необходимости подключения внешних программных пакетов и библиотек. 5. Новая версия интерфейса блока приземного слоя атмосферы для подключения к моделям Земной системы. Будет выполнено подключение интерфейса к модели МЗС ИВМ РАН и проведено сравнение с оригинальной версией модели. 6. Результаты анализа и тестирования компонент и параметризаций блока приземного слоя, используемых в модели МЗС ИВМ РАН. Набор перспективных параметризаций для включения в модель МЗС ИВМ РАН. 7. Система тестирования модели пограничного слоя океана, включающая базу данных прямого и вихреразрешающего моделирования, данные лабораторных и натурных измерений. 8. Система поддержки и контроля версий для модели пограничного слоя океана. 9. Результаты анализа возможности внедрения в МЗС ИВМ РАН перспективных параметризаций процессов обмена атмосферы с неоднородной подстилающей поверхностью. Будет составлен набор параметризаций для включения в МЗС ИВМ РАН и определены необходимые модификации в моделях пограничного и приземного слоя. 10. Результаты анализа и тестирования структуры оригинальной версии модели пограничного слоя океана на предмет узких мест по вычислительной эффективности, использованию памяти и необходимости подключения внешних программных пакетов и библиотек. 11. Новая версия интерфейса модуля океанического пограничного слоя. Будет выполнено подключение интерфейса к модели МЗС ИВМ РАН и проведено сравнение с оригинальной версией модели. 12. Результаты анализа возможности внедрения в МЗС ИВМ РАН перспективных параметризаций процессов обмена атмосферы с урбанизированным территориями. Будет составлен набор параметризаций для включения в МЗС ИВМ РАН и определены необходимые модификации в моделях пограничного и приземного слоя.

Коллектив научной группы участвовал в разработке модели Земной системы ИВМ РАН (Володин и др., 2016). Имеет опыт работы с мезомасштабными моделями атмосферы (Varentsov et al., 2018); разработки и внедрения параметризаций для моделей прогноза погоды и климата (Chechin and Lupkes, 2017; Debolskiy et al., 2023); изучения процессов турбулентного обмена в пограничных слоях атмосферы, океана и внутренних водоемов суши, в том числе с помощью методов прямого и вихреразрешающего моделирования течений (Zasko et al., 2019; Zasko et al., 2022); программной реализации численных моделей для современных суперкомпьютерных систем, в частности, гибридной архитектуры (Mortikov and Debolskiy, 2021; Боресков и др., 2012). Научные исследования коллектива регулярно представляются на крупных международных конференциях по тематике работ: Европейского геофизического сообщества (EGU), Европейского метеорологического сообщества (EMS), Американского физического сообщества (APS). Коллектив имеет опыт участия в международных проектах, в том числе в рамках соглашения с МинОбрНауки № 075-15-2021-1399 по проекту «Мегаполис как остров загрязнения и тепла: междисцплинарный гидроклиматический, геохимический и экологический анализ (Megapolis - heat and pollution island: interdisciplinary hydroclimatic, geochemical and ecological analysis)» Коллектив имеет доступ к вычислительным ресурсам Суперкомпьютерного центра МГУ и Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН.