Buz tabakalarına hayat vermek: Avustralya’nın iklim modeli için dinamik bir buz tabakası modelleme iş akışı yayınlanıyor

Buz tabakaları Dünya sisteminin temel bileşenleridir. Şu anda Dünya üzerinde bulunan iki buz tabakası olan Antarktika ve Grönland sadece kendi bölgelerini etkilemiyor: Bu geniş kara buz kütlelerinde olup bitenler havayı, iklimi, toplumu ve gezegenin etrafındaki çevreyi etkiliyor.

Buz tabakaları, asırlık ve daha uzun zaman aralıklarında küresel deniz seviyesindeki değişimin en büyük itici güçleridir ve gelen güneş ışınımı ile okyanus ve atmosferik dolaşımın düzenlenmesinde temel bir rol oynarlar.

ACCESS-NRI, Buz Levhası ve Deniz Seviyesi Sistem Modeli (ISSM) iş akışının dört temel bileşenini Avustralya araştırma topluluğuna sundu; bu, dinamik bir buz tabakası modelinin ACCESS iklim paketine entegre edilmesine yönelik ilk adımı işaret ediyor.

Avustralya’nın iklim simülatörü ACCESS-NRI Buz Levhası Modelleme ekibinin ekip lideri Dr. Mike Tetley, “Bu, dinamik bir buz tabakası modelini ACCESS iklim paketine entegre etmeye yönelik ilk girişimdir. Şimdiye kadar araştırmacılar buz tabakalarının etkisini yaklaşık olarak tahmin etmek için statik bir proxy kullandılar ve çalışmalar genellikle Antarktika’nın tamamı yerine tek tek bölgelere odaklandı. Şimdi ISSM ile bunu yapabileceğiz” dedi.

Dinamik bir buz tabakası modeli buz, okyanus ve atmosfer arasındaki iki yönlü etkileşimi yakalar. Buz tabakaları okyanuslara tatlı su katıyor, bu da sıcaklığı, tuzluluğu ve dolaşımı etkiliyor; buzun yansıtıcı yüzeyi de atmosferi etkiliyor. Buna karşılık, okyanus ve atmosferdeki değişiklikler buz tabakasının evrimini geri besliyor.

AAD baş bilim adamı Profesör Nerilie Abram, “İklimin önümüzdeki yüzyıllarda nasıl değişebileceğini ve bu değişikliklerin Dünya sistemleri üzerindeki etkisini anlamak istiyorsak, buz tabakaları ile okyanus ve atmosfer arasındaki etkileşimleri doğru bir şekilde modellememiz gerekiyor. Buz tabakası modellemesi Monash Üniversitesi, Tazmanya Üniversitesi (UTAS) ve Avustralya Antarktika Bölümü’nde (AAD) önemli bir araştırma alanıdır ve aynı zamanda ülke çapındaki okyanus modelleyicileri tarafından da kullanılmaktadır” dedi.

ACCESS-NRI ve kriyosferik araştırma topluluğu arasındaki yakın istişare sonucunda geliştirilen bu uçtan uca iş akışı, model oluşturmaktan sonuç almaya kadar dört yeni bileşen içeriyor:

1. ACCESS-ISSM: Avustralyalı araştırmacılar için NCI Gadi’de ISSM kodunun ACCESS-NRI destekli dağıtımı, istikrarlı, açık ve tekrarlanabilir bir model ortamı sağlar. Bu, topluluğun yerel yapılardan oluşan bir yama çalışması yerine aynı kararlı ve desteklenen ISSM sürümünden çalışmasına olanak tanır.
2. pyISSM: araştırmacılara ISSM modellerini tamamen NCI Gadi üzerinde Python’da yapılandırmak, çalıştırmak ve etkileşimde bulunmak için bir modelleme ortamı sağlayan bir ISSM Python API’sidir.
3. Cryosfer Topluluğu Veri Havuzu (CCD): ACCESS-NRI ile Kriyosferik Bilimler Topluluğu Çalışma Grubu arasındaki ortak bir veri paylaşımı ve keşif projesi olup, Avustralya topluluğu için açık erişimli bir veri kaynağı sağlar.
4. ccdtools: CCD’deki verileri sorgulamak, yüklemek ve bunlarla etkileşimde bulunmak için kullanılan bir Python paketi.

“Bu sürümler, araştırmacıların ISSM modeli iş akışını hemen kullanmaya başlamasına olanak tanıyor. Ulusal Hesaplamalı Altyapı’daki (NCI) süper bilgisayar Gadi gibi Avustralya altyapısı üzerinde çalıştığı için, Avustralya modelleme topluluğu aynı modeli ve veri kümelerini aynı sistem üzerinde çalıştırabilir; bu da işin çoğunu kod onlar için yaptığından tüm süreci basitleştirir.

ISSM dağıtımımız Avustralya sistemlerimiz için optimize edilmiştir, bu nedenle ISSM’nin çalıştırılmasını ve işlenmesini daha basit ve toplum için daha erişilebilir hale getiriyor” dedi, modelin ortak geliştiricisi ve Monash Üniversitesi Antarktika’nın Çevresel Geleceğini Güvence Altına Alan ARC Özel Araştırma Girişimi (SAEF) baş araştırmacısı Dr. Felicity McCormack.

ACCESS-NRI, modelleme ve veri keşfini destekleyerek, eğitim materyalleri geliştirerek, çalıştaylar düzenleyerek ve Kriyosferik Bilimler ACCESS Topluluk Çalışma Grubunu destekleyerek Avustralya çapında ISSM’nin topluluk tarafından benimsenmesini artırmayı amaçlamaktadır.

Tetley, “Avustralya kriyosferik bilim topluluğunun daha erişilebilir, güvenilir ve kullanımı daha kolay araçlarla büyümesini istiyoruz, böylece insanlar kodlarla uğraşmak yerine bilime daha fazla zaman ayırabilirler” dedi.

Geleceğe baktığımızda, ISM ekibi, küresel ve bölgesel deniz seviyesinin on yıldan asırlık ölçeğe kadar projeksiyonlarını iyileştirmek için deniz seviyesinde parmak izi modellemesini desteklemek ve tüm Antarktika topluluğunu kapsayan bir buz tabakası modeli konfigürasyonu olan ACCESS-AIS3’ün (Antarktik Buz Levhası sürüm 3) geliştirilmesi üzerinde çalışmaya başladı.