據歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)網站消息稱,ECMWF將海洋、大氣觀測資料同時融入一個海氣耦合模式,完成了一項創新性的20世紀全球氣候再分析系統——CERA-20C的研發工作。該系統與觀測模式的結合可提供全面的氣候分析與描述。
目前,科學家正在研究CERA-20C 系統,并觀察這一系統帶來的與以往不同的認知和結論。CERA-20C能夠生成輕微擾動再分析集合,從而提供再分析中的不確定性信息。
CERA是ECMWF利用地球系統模式進行數值天氣預報的重要部分之一,最初用于對氣候進行再分析,有利于促進天氣預報中的數據同化。采用地球系統模式,需要科學家研究大氣、海洋、陸面、海冰、生態等多個圈層間持續的水汽、能量、物質交換過程及相互作用,同時還需考慮各種復雜的物理、化學因素。目前,該模式已經被ECMWF在中期、月度和季節集合預報中開展業務化運行。
CERA-20C項目于2014年1月啟動。在該項目中,地球系統模式被第一時間用于同化觀測資料,產生與其耦合模式相一致的十種分析集合。用戶不但可以估算氣候趨勢,還可以分析整個20世紀的不確定性因素。
CERA系統需要大量數據支撐。數據產生并行運行于14組數據流。每組數據流涵蓋近十年的10對耦合變異同化,使兩個連貫數據流間保持兩年的時間重疊。這意味著完成一個50萬數據同化的周期,會有數億的地面、海風、海溫、海洋鹽度等觀測數據被同化到CERA系統。
全球觀測系統在20世紀迅速發展。將這一時間段的數據輸入到CERA系統,ECMWF花費7個月時間利用高性能計算機產生了再分析數據。
“看看這一系統將如何讓大家了解到過去100年的全球氣候,這會是一項充滿趣味的工作。我們也希望能通過分析結果,更好地掌握和改進耦合數據同化的運行。”CERA-20C項目科學家表示。