不同的大气模型可用于个人使用吗?

Question

我们是两个高中生谁想从事一个项目来模拟系外行星的大气层。

更具体地说,我们想要改变这样的行星的大气成分。我们看到了各种各样的气候模型,如CESM PlaSim。不幸的是,CESM似乎相当复杂,而后者的选择没有我们需要的资源。

还有其他模拟器一直做同样的事情,但需要降低电脑规格吗?否则,有什么资源,熟悉CESM高中水平?

此外,什么是所需的规范运行CESM相当一致的基础?我听说你需要一个集群,但我们目前没有访问。我们可以租一个,但我们宁愿熟悉CESM之前我们做的。

谢谢你！

编辑:(澄清)我知道FORTRAN,和物理老师的帮助。尽管我知道它可能到达的两个高中生,有任何形式的“速成班”,一个更先进的天文物理学可以推荐吗?

此外,我们在一个石质的系外行星感兴趣,并有可能获得一个集群/教授的帮助。

再一次感谢你!

Answer 1

我觉得那里的东西,您可以使用。关键是寻找“中间复杂性模型”,或“玩具大气模型”(玩具是科学术语简单模型,定性正确,但不是用于精确定量预测)。

你的问题”还有其他模拟器一直做同样的事情”,我不知道你是什么意思. .你的意思是一个模拟器,产生相同的解决方案/气候状态相同的一组初始条件?

这个问题“什么是所需的规范运行CESM相当恒定的基础上吗?”,这将取决于复杂的仿真设置。例如,如果您正在运行一个详细模拟(高空间和时间分辨率),你想要多个变量的数据在每一个网格单元通过时间,然后你需要超级计算资源。如果你能得到一个,通常你需要储备时间提前几个月,运行仿真,希望它了。集群计算,你将不得不减少仿真大小(比超级计算机的例子),但你会得到更多的自由运行多个模拟。

这是一个小的列表更少的计算量和独立的模型

1)第一快速的气候用matlab编写代码。我对它一无所知,但它看起来是自包含的。

2)我刚在GCM,自称是用户友好EDgcm。我对它一无所知,但是它看起来值得挖掘。

3)有一个有趣的应用程序称为“GCM“我真的从来没有与它混在一起,但它可能是值得一试。

4)这是一个能量平衡气候模型可以在excel中执行。

如果你决心用GCM,我认为你可能得到CESM工作使用aquaplanet或干燥动力学的核心设置。根据你设置它多简单,你可能一个标准的PC上运行它。另一个选择是MITgcm,也可以配置为运行非常基本的模拟,不需要太多的计算能力。

如果你有你附近的一所大学,我认为看到如果有任何气候模型组,和接触是否存在研究生愿意借钱给一点支持。我知道毕业的学生通常花的第一学期博士试图得到一个模拟。

Answer 2

不幸的是,我不认为存在这样的一个数值模型,适用于高中学生的理解。最简单的气候模型是零维能量平衡气候模型,但对数学背景,和编程可能是必要的。你可以找到一个在这里。维基百科有一个上市。迈克尔·曼的这样一个模型的源代码,但它是用MATLAB编写的(你可以运行它在八度,因为MATLAB许可)。可能有许多的不仅仅是这些,考虑多层,火山爆发等。

列出的代码模型简化的模型,不考虑云、气溶胶、涡流扩散等等。这就是全球气候模型(GCMs)是不同的。他们必须考虑细节,其中一些没有被天气模型认为,影响气候。因此,他们通常是复杂的。我见过这个模型是用FORTRAN编写的,这是一个过时的语言,但计算效率。这使得即使是简单概念钝角。

虽然我没有特别处理CESM,我能推断出一些东西。根据定义,CESM是一个地球系统模型,而不是一个系外行星模型。你可以适应其他行星的一些参数,但它变得太困难只是一个人做(因为FORTRAN)。有模型的其他地方,比如火星全球大气环流模型,但他们很难运行,不一定准确。集群由于内存限制,需要和他们跑多久。