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Princeton Ocean Model

Il Princeton Ocean Model (POM) è un modello numerico per la circolazione oceanica che può essere usato per simulare e predire le correnti oceaniche, le temperature, la salinità e altre proprietà dell'acqua.

Sviluppo modifica

Il codice modello[1] fu originariamente sviluppato all'Università di Princeton da G. Mellor e Alan Blumberg in collaborazione con H. James Herring e Richard C. Patchen di Dynalysis of Princeton. Il modello incorpora lo schema della turbolenza di Mellor-Yamada sviluppato agli inizi degli anni 1970 da George Mellor e Ted Yamada; questo sottomodello della turbolenza è ampiamente utilizzato da molti modelli oceanici e atmosferici. A quel tempo i primi modelli oceanici computerizzati come il modello Bryan-Cox (sviluppato alla fine degli anni 1960 al Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) e che in seguito divenne il Modular Ocean Model (MOM), erano per lo più orientati a fornire simulazioni approssimative della circolazione oceanica su grande scala, e si sentiva quindi l'esigenza di modelli numerici in grado di gestire processi oceanici costali con un'elevata risoluzione. Il modello di Blumberg–Mellor [2] che in seguito divenne il POM, includeva nuove caratteristiche come la superficie libera per gestire le maree, coordinate verticali sigma (che seguono il terreno) per gestire topografie complesse e acque basse, una griglia curvilinea per gestire le linee costali e uno schema della turbolenza per gestire il mescolamento verticale. Nei primi anni 1980 il modello veniva usato principalmente per simulare gli estuari come l'estuario Hudson–Raritan (da parte di Leo Oey) e il Delaware Bay di Boris Galperin. Ci furono anche i primi tentativi di usare un modello a coordinate sigma per i problemi a scala di bacino che erano iniziati con il modello a risoluzione approssimativa del Golfo del Messico (Blumberg e Mellor) e i modelli dell'Oceano Artico con l'inclusione dell'accoppiamento ghiaccio-oceano da parte di Lakshmi Kantha e Sirpa Hakkinen.

Nei primi anni 1990 quando il web e i browser cominciarono a svilupparsi, il POM divenne uno dei primi codici modello oceanici che erano disponibili gratuitamente via web.[3] La formazione di un gruppo di utilizzatori del POM e il suo supporto web (da parte di Tal Ezer) produsse un aumento continuo degli utilizzatori del POM che crebbero dall'iniziale dozzina di utenti americani degli anni 1980 a oltre 1000 utenti nel 2000 e a oltre 4000 nel 2009, in oltre 70 paesi del mondo. Negli anni 1990 l'utilizzo del POM fu esteso a simulazioni del Mar Mediterraneo da Zavatarelli[4] e si ebbero le prime simulazioni con un modello a coordinate sigma dell'intero Oceano Atlantico per ricerche da parte di Ezer.[5]

Lo sviluppo dello schema di interpolazione ottimale dell'assimilazione dei dati di Mellor-Ezer[6] che proietta i dati della superficie ottenuti via satellite in strati profondi, permise la costruzione dei primi sistemi di previsioni oceaniche per la corrente del Golfo[7] e il funzionamento operativo delle previsioni per la costa orientale degli Stati Uniti al National Weather Service del NOAA.[8] In seguito apparvero anche i sistemi di previsione per altre regioni come i Grandi Laghi, il Golfo del Messico, il Golfo del Maine e il fiume Hudson.

Modelli derivati modifica

Tra la fine degli anni 1990 e i primi del 2000 sono stati sviluppati altri modelli oceanici comunitari che seguono il terreno; essi includevano sia qualcuna delle caratteristiche originarie del POM che miglioramenti nella parametrizzazione e nel calcolo. Tra i discendenti diretti del POM si può includere la versione commerciale nota come "Modello oceanico costiero e degli estuari" (ECOM = Estuarine and Coastal Ocean Model), il Navy Coastal Ocean Model (NCOM) e il Finite Volume Coastal Ocean Model (FVCOM).

Gli sviluppi recenti del POM includono un sistema generalizzato delle coordinate che combina griglie sigma e di livello "z" (Mellor and Ezer), la possibilità di gestire le inondazioni per permettere la simulazione degli allagamenti e prosciugamenti dei terreni (Oey) e l'accoppiamento delle correnti oceaniche con le onde di superficie (Mellor). Inoltre continuano gli sforzi per migliorare il mescolamento turbolento (Galperin, Kantha, Mellor e altri).

Meeting degli utenti modifica

Inizialmente i meeting degli utenti del POM venivano organizzati a distanza di pochi anni gli uni dagli altri; più recentemente essi sono stati allargati per includere anche altri modelli e ridenominati International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO).

La lista dei meeting è la seguente:

  • 1. 1996, 10–12 giugno, Princeton, NJ, USA (POM96)
  • 2. 1998, 17–19 febbraio, Miami, FL, USA (POM98)
  • 3. 1999, 20–22 settembre, Bar Harbor, ME, USA (SigMod99)
  • 4. 2001, 20–22 agosto, Boulder, CO, USA (SigMod01)
  • 5. 2003, 4–6 agosto, Seattle, WA, USA (SigMod03)
  • 6. 2009, 23–26 febbraio, Taipei, Taiwan (1st IWMO-2009)
  • 7. 2010, 24–26 maggio, Norfolk, VA, USA (2nd IWMO-2010; IWMO-2010)
  • 8. 2011, 6–9 giugno, Qingdao, Cina (3rd IWMO-2011; IWMO-2011)
  • 9. 2012, 21–24 maggio, Yokohama, Giappone (4th IWMO-2012; [1])
  • 10. 2013, 17–20 giugno, Bergen, Norvegia (5th IWMO-2013; [2])
  • 11. 2014, 23–27 giugno, Halifax, Nova Scotia, Canada (6th IWMO-2014; [3])
  • 12. 2015, 1–5 giugno, Canberra, Australia (7th IWMO-2015; [4]).

I lavori presentati nei meeting sono pubblicati in apposite edizioni speciali da Ocean Dynamics : (IWMO-2009 Part-I,[9] IWMO-2009 Part-II,[10] IWMO-2010,[11] IWMO-2011,[12]IWMO-2012,[13] IWMO-2013[14]).

Note modifica

  1. ^ Sito web del Princeton Ocean Model
  2. ^ Blumberg, A. F. and G. L. Mellor, A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model. In Three-Dimensional Coastal ocean Models, edited by N. Heaps, 208 pp., American Geophysical Union., 1987
  3. ^ The Princeton Ocean Model, The Program in Atmospheric and Oceanic Sciences (AOS), Princeton University. URL consultato il 13 novembre 2010 (archiviato dall'url originale il 2 luglio 2010).
  4. ^ Zavatarelli, M. and G. L. Mellor, A numerical study of the Mediterranean Sea circulation. J. Phys. Oceanogr., Vol. 25, No. 6, Part II, 1384-1414, 1995
  5. ^ Ezer, T. and G. L. Mellor, Simulations of the Atlantic Ocean with a free surface sigma coordinate ocean model. J. Geophys. Res., 102(C7), 15,647-15,657, 1997.
  6. ^ Mellor, G. L. and T. Ezer, A Gulf Stream model and an altimetry assimilation scheme, J. Geophys. Res, 96, 8779-8795, 1991.
  7. ^ Ezer, T. and G. L. Mellor, A numerical study of the variability and the separation of the Gulf Stream, induced by surface atmospheric forcing and lateral boundary flows. J. Phys. Oceanogr., 22, 660-682, 1992
  8. ^ Aikman, F., G. L. Mellor, T. Ezer, D. Shenin, P. Chen, L. Breaker, and D. B. Rao, Toward an operational nowcast/forecast system for the U.S. east coast, In: Modern Approaches to Data Assimilation in Ocean Modeling, P. Malanotte-Rizzoli Ed., Elsevier Oceanog. Ser., 61, 347-376, 1996.
  9. ^ Oey, L.-Y., Ezer, T., C.-R. Wu and Y. Miyazawa, Editorial- International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO) special issue in Ocean Dynamics, Ocean Dynamics, doi:10.1007/s10236-010-0281-7, 60(2), 299-300, 2010.
  10. ^ Oey, L.-Y., Ezer, T., C.-R. Wu and Y. Miyazawa, Editorial- International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO) special issue part 2 in Ocean Dynamics, Ocean Dynamics, doi:10.1007/s10236-010-0338-7, 60(5), 1271-1272, 2010.
  11. ^ Ezer, T, L.-Y. Oey, H. Xue and X. H. Wang, Editorial- The 2nd International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO-2010), Ocean Dyn., doi:10.1007/s10236-011-0470-z, 61(9),1287-1289, 2011.
  12. ^ Oey, L.-Y., Ezer, T, B. Qiu, J. Berntsen and R. He, Editorial- The 3rd International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO-2011), Ocean Dyn., doi:10.1007/s10236-013-0595-3, 2013.
  13. ^ Oey, L.-Y., Y. Miyazawa, N. Aiki, Y. Masumoto, Ezer, T and T. Waseda (2013), Editorial- The 4th International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO-2012), Ocean Dyn., 63(11-12), 1345-1347, doi:10.1007/s10236-013-0658-5.
  14. ^ Berntsen, J., L.-Y. Oey, T. Ezer, R. Greatbatch, H. Xue, and Y. Miyazawa (2014), Editorial- The 5th International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO-2013), Topical Collection, Ocean Dynamics, doi:10.1007/s10236-014-0764-z

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