Sur la base d'un modèle de couche mixte de turbulence de second ordre, Dr Tiejun Ling, scientifique principal du Centre national de prévision de l'environnement marin, Chine (NMEFC), et son équipe de recherche, ont développé un nouveau modèle de couche de mélange océanique.

Le modèle est capable de reproduire un cycle diurne de température de surface de la mer (SST) plus réaliste que les modèles existants. Pendant ce temps, grâce à une série d'algorithmes et d'optimisations parallèles, l'efficacité de calcul est grandement améliorée dans le nouveau modèle de couche mixte, et a donc le potentiel d'être un outil considérablement utile pour étudier la variation diurne à long terme de la SST. Les résultats de cette recherche ont récemment été publiés dans Avancées des sciences de l'atmosphère , et l'article figure sur la couverture du numéro dans lequel il paraît (Volume 35, numéro 12).

Avantage du modèle de couche de mélange océanique

L'interaction air-mer est un processus important affectant la variation climatique, et SST est l'un des paramètres les plus importants régissant cette interaction. En tant que l'une des échelles de variation dominantes de la SST, le cycle diurne, qui varie globalement de 2?, a un impact significatif sur l'évolution des systèmes météorologiques et climatiques.

Typiquement, la variation diurne de la SST est étudiée à travers des données d'observation ou de modèle. En ce qui concerne le premier (c'est-à-dire, données d'observation), la couverture spatiale des bouées dérivantes et des données satellitaires est non uniforme et discontinue, rendant difficile l'étude de la variation à long terme de la SST. La démarche de modélisation, cependant, peut aider avec ce problème. Avoir accès à des données SST à haute fréquence peut bénéficier à l'étude des seuils de réchauffement, valeurs de pointe, et horaires.

Par rapport aux modèles empiriques, un modèle de couche de mélange océanique peut reproduire des processus dynamiques et thermiques plus réalistes dans la partie supérieure de l'océan, et le coût de calcul est inférieur à celui d'un modèle de système climatique.

Fiabilité du jeu de données SST horaire

La précision de la variation diurne de la SST dépend fortement de la fiabilité des données du modèle. Dans cette étude, des comparaisons avec des données d'observation in situ ont montré que le nouveau modèle fonctionne bien, avec un biais moyen de 0,07°C, et erreur quadratique moyenne et coefficient de corrélation de 0,37°C et 0,98, respectivement. Des résultats similaires ont été obtenus à partir des données satellitaires.

Caractéristiques climatiques de la variation du cycle diurne de la SST

Le Dr Ling et son équipe de recherche ont exploré le nouvel ensemble de données et ont révélé certaines des caractéristiques climatiques associées à la variation du cycle diurne de la SST. Les caractéristiques coïncidaient avec celles obtenues à partir des données satellitaires.

La climatologie de 31 ans a révélé que la variation diurne de la SST est faible dans la plupart des régions, avec des valeurs plus élevées apparentes dans le Pacifique équatorial oriental et occidental, nord de l'océan Indien, l'ouest de l'Amérique centrale, nord-ouest de l'Australie, et plusieurs régions côtières.

Une variation saisonnière significative de la SST diurne s'est avérée exister dans tous les bassins. Dans les bassins Atlantique et Pacifique, le schéma saisonnier est orienté nord-sud, suivant la variation de l'ensoleillement; tandis que, dans le bassin indien, il est dominé par la variabilité de la mousson, selon le Dr LING.

« A l'échelle interannuelle, les résultats mettent en évidence la relation entre les variations diurnes et interannuelles de la SST, et révèlent que le réchauffement diurne dans le Pacifique équatorial central pourrait être un indicateur climatique potentiel pour la prévision ENSO, " il explique.

Le Dr LING dit que l'équipe a découvert que la variation diurne de la SST a un impact significatif sur le changement climatique mondial à la fois à l'échelle saisonnière et interannuelle. Plus important, le réchauffement diurne de la SST dans le Pacifique équatorial central pourrait être un indicateur potentiel pour la prédiction de l'ENSO.

"Outre, cet ensemble de données a de bonnes perspectives de recherche et d'application. Ces à long terme, les données SST horaires à haute résolution pourraient être appliquées dans des études de la tendance à long terme de la variation diurne régionale et mondiale de la SST, ainsi que la relation entre la variation diurne de la SST et les événements climatiques régionaux et mondiaux, " il ajoute.

Le droit d'auteur du logiciel a été obtenu pour le modèle de couche mixte océanique, et est appliqué de manière opérationnelle au Centre national de prévision de l'environnement marin, Chine.

Plans futurs

L'équipe de recherche maintiendra l'exploitation opérationnelle du modèle de couche mixte océanique, la mise à jour continue des données et leur utilisation pour étudier les tendances à long terme de la variation diurne de la SST et les effets de la variation diurne de la SST sur le climat mondial et régional.