CESAM - CEN Earth System Assimilation Model
CESAM ist ein numerisches Erdsystemmodell, das durch Kopplung des MITgcm (MIT General Circulation Model) Ozean-Modells an das Plasim (Planet Simulator) Modell erzeugt wurde.
Zu den relevanten Komponenten von Plasim gehören das spektrale PUMA Modell einschließlich der Schemata für Strahlung, Bewölkung, Niederschlag, Abfluss, Bodentemperatur und Bodenfeuchte, Oberflächenflüsse, sowie ein thermodynamisches Meereismodell und eine terrestrische Biosphärenkomponente (SIMBA).
Das MITgcm ist ein finites Volumen Modell der allgemeinen ozeanischen Zirkulation, sowie ein Modell der Meereisdynamik einschließlich Rheologie. Die nicht-hydrostatische Formulierung ermöglicht die Simulation von Prozessen viel kleiner als die der meso-Skala. Durch den Einsatz von Isomorphismen erlaubt die Codestruktur auch ein Studium der Atmosphäre und des Klimas.
Der Code von CESAM erlaubt die Generierung von tangent-linearem und adjungiertem Code durch automatisches Differenzieren des Quellcodes mithilfe von TAF (Transformation of Algorithms in Fortran) erhältlich von FastOpt, d. h. effizienter tangent-linearer oder adjungierter Code kann von dem CESAM Modelcode generiert werden.
Zu den Anwendungen von adjungierten Modellen gehören Parameter- und Zustandsschätzungen sowie Sensitivitätsstudien.
Kontakt: Dr. Armin Köhl, E-Mail: koehl"AT"ifm.uni-hamburg.de(koehl"AT"ifm.uni-hamburg.de)(koehl"AT"ifm.uni-hamburg.de)
Publikationen:
Köhl, A., & Vlasenko, A. (2019). Seasonal prediction of northern European winter air temperatures from SST anomalies based on sensitivity estimates. Geophysical Research Letters, 46(11), 6109-6117.
Lyu, G., Köhl, A., Matei, I., & Stammer, D. (2018). Adjoint‐based climate model tuning: Application to the planet simulator. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 10(1), 207-222.
Stammer, D., Koehl, A., Vlasenko, A., Matei, I., Lunkeit, F., Schubert, S. (2018). A pilot climate sensitivity study using the CEN coupled adjoint model (CESAM). Journal of Climate, 31, 2031-2056. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0183.1
Blessing, S., Kaminski, T., Lunkeit, F., Matei, I., Giering, R., Köhl, A., Scholze,M., Herrmann,P., Fraedrich,K., & Stammer, D. (2014). Testing variational estimation of process parameters and initial conditions of an earth system model. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 66(1), 22606