Dans leurs simulations de modèles, les chercheurs en climatologie doivent toujours faire des compromis. Même avec les plus gros ordinateurs disponibles dans le monde, ils ne peuvent reproduire le monde réel que dans une mesure limitée. Selon l'application, des simplifications doivent être faites dans la résolution spatiale, mais aussi dans les processus physiques représentés par le modèle. Alors que les expériences de modèles sur des périodes allant de quelques mois à quelques années peuvent encore être réalisées avec une résolution spatiale élevée, les intégrations sur des siècles à des millénaires ne peuvent être effectuées qu'à une résolution plus grossière. Autrefois, des modèles ont été développés dans un but précis. Maintenant, GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel a présenté un kit modèle flexible, appelé FOCI (Infrastructure Océan et Climat Flexible). Il est basé sur le modèle du système terrestre de l'Institut Max Planck de météorologie à Hambourg et a été modifié avec le modèle océanique NEMO, afin de représenter des processus à petite échelle dans les océans à une résolution plus élevée.

« Chez FOCI, nous combinons des décennies d'expertise en modélisation océanique et climatique à GEOMAR. Le nouveau système permet d'étudier de nouvelles questions telles que l'influence du trou d'ozone stratosphérique sur la circulation dans l'océan Austral ou l'impact du Gulf Stream sur l'atmosphère processus, " explique le Professeur Dr. Katja Matthes de l'Unité de Recherche en Météorologie Maritime de GEOMAR.

"Avec le nouveau système, nous pouvons étudier de nombreuses questions de recherche différentes sur une gamme d'échelles de temps, " Professeur Dr Arne Biastoch, chef de l'Unité de Recherche en Dynamique des Océans chez GEOMAR, fait remarquer. « Nous avons initialement réalisé une série de tests de base standardisés avec le système FOCI, " poursuit l'océanographe. " Il fallait savoir si le système modèle est capable de reproduire le climat observé et la circulation océanique actuelle. Ce n'est que si nous sommes convaincus que le système peut simuler avec succès les conditions actuelles dans des bandes d'erreur limitées qu'il peut être utilisé pour étudier des phénomènes inconnus ou pour prédire les conditions climatiques futures. qui ont été publiés dans la revue internationale Développement de modèles géoscientifiques , sont très prometteurs. "En particulier, notre savoir-faire particulier dans l'exploitation du modèle océanique régionalement à très haute résolution améliore considérablement les résultats et réduit, par exemple, erreurs de modèle courantes telles que les écarts de températures de surface de la mer dans le système Gulf Stream, " explique le professeur Biastoch. FOCI permet également des configurations qui étaient auparavant impossibles à des résolutions spatiales allant jusqu'à un kilomètre dans l'océan.

Les expériences de base réalisées jusqu'à présent comprennent un contrôle sur 1, 500 ans avec des concentrations de gaz à effet de serre préindustrielles et plusieurs expérimentations couvrant la période de 1850 à nos jours, pour lesquels des données d'observation sont disponibles pour vérification. « Les résultats actuels sont très encourageants, " dit Katja Matthes. Le système sera encore amélioré et utilisé pour diverses questions afin d'étudier les fluctuations naturelles du climat, mais aussi le changement climatique anthropique. « De notre point de vue, FOCI est le système idéal pour GEOMAR pour simuler des processus à petite échelle dans l'océan, interactions entre la stratosphère et la troposphère ainsi que les processus biogéochimiques dans l'océan. Il nous permet également de réaliser des projets complexes tels qu'un grand nombre de simulations de modèles sur plusieurs décennies avec un temps de calcul raisonnable, " conclut le professeur Matthes.