Neues Modell SSTODE liefert präzisere Meerestemperaturvorhersagen

Meerestemperaturen sind entscheidend für das Verständnis der Oberflächenströmungen und der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre. Traditionelle, rein datenbasierte Modelle bieten zwar gute Vorhersagen, bleiben jedoch oft undurchsichtig und berücksichtigen nicht die wesentlichen physikalischen Prozesse.

Um diese Lücken zu schließen, hat ein Forschungsteam das Modell SSTODE entwickelt. Dabei werden Differentialgleichungen, die aus den Grundprinzipien des Fluidtransports abgeleitet sind, genutzt. Die Gleichungen fassen sowohl Advektions- als auch Diffusionsmechanismen ein und ermöglichen so eine realistische Darstellung der räumlich‑zeitlichen Dynamik des Meerwassers.

Ein zentrales Merkmal von SSTODE ist die Rekonstruktion eines latenten Geschwindigkeitsfeldes durch variationalen Optimierungsansatz. Dieses Feld steuert die zeitliche Entwicklung der Oberflächentemperatur explizit. Zusätzlich integriert das Modell einen Energy Exchanges Integrator (EEI), der auf den Gleichungen des Ozeanwärmehaushalts basiert und externe Einflüsse wie turbulente Wärmeflüsse berücksichtigt.

In umfangreichen Tests über globale und regionale Vorhersageaufgaben hat SSTODE die bisher beste Leistung erzielt. Darüber hinaus liefert das Modell anschauliche Einblicke in die Rolle von Advektionsdynamiken, thermischer Diffusion und diurnen Heiz‑ und Kühlzyklen bei der Entwicklung der Meerestemperatur.