Новые алгоритмы повысили точность расчётов температуры почвы для климатических моделей
3 марта 2026 г.
Учёные из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН создали программное обеспечение для суперкомпьютерной модели деятельного слоя суши TerM. С его помощью можно точнее моделировать изменения температуры и влажности почвы, потоков скрытого и явного тепла – основных механизмов переноса тепла в атмосферу, что существенно влияет на корректность климатических моделей.
«Деятельный слой суши представляет собой слой почвы, который испытывает сезонные и суточные колебания температуры. Современные модели деятельного слоя играют ключевую роль в изучении тепловых и водных процессов на континентальных поверхностях. Раньше при создании таких моделей и работе с ними использовали усредненные гидрофизические коэффициенты, влияющие на протекание процесса тепломассопереноса в почве. Это приводило к значительным погрешностям в результатах моделирования, особенно когда появилась возможность повысить пространственное разрешение климатических моделей, перейдя от шага сетки 500–100 км к 50–5 км и менее», – рассказывает к.ф.-м.н. А. А. Рязанова, младший сотрудник лаборатории климато-экологических исследований ИМЭКС СО РАН.
Как объясняет А. А. Рязанова, сейчас во всем мире используются высокодетализированные наборы данных о параметрах поверхности суши, в том числе и о гидрофизических коэффициентах почвы. Томские учёные разработали систему препроцессинга (preprocessing system), позволяющую решить задачу обработки этих данных на нужное для модели TerM пространственное разрешение.
Использование этой системы и новых данных позволило повысить точность расчетов температуры почвы до 0,5–3 градусов. Данные моделирования получили свое подтверждение в ходе сравнения с измерениями, проведенными на территории нескольких научных стационаров в Бакчарском районе Томской области, Тункинской котловине вблизи озера Байкал и Ханты-Мансийском автономном округе.
Новое программное обеспечение для модели деятельного слоя суши TerM позволит улучшить прогнозы погоды и климата, оценить влияние изменений климата на экосистемы и сельское хозяйство в разных регионах, а также будет востребовано при разработке стратегий адаптации к глобальным климатическим изменениям.
TerM (англ. Terrestrial Model – «Модель суши») – численная физико-математическая модель, разработанной учёными Института вычислительной математики им. Г. И. Марчука РАН, Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ им. М. В. Ломоносова и ИМКЭС СО РАН. Она предназначенная для расчёта динамики потоков тепла, влаги, углерода и азота в деятельном слое суши. В модели используются внешние данные о параметрах подстилающей поверхности, которые служат коэффициентами в физических параметризациях, использующихся в дифференциальных уравнениях переноса и трансформации тепла, влаги и категорий углерода в деятельном слое.
Источник: ТНЦ СО РАН.
Метки: климат, СО РАН, ИМКЭС СО РАН, компьютерные технологии