1. Brister i havsmodellfysik :Fel i representationen av havsprocesser som turbulent blandning, konvektion och vågdynamik kan leda till fördomar i havstemperaturen och salthalten under ytan. Till exempel kan otillräcklig representation av vertikal blandning i modeller resultera i för varmt och salt vatten i underytan.
2. Otillräcklig upplösning :Klimatmodeller har ofta grova havsupplösningar, särskilt i vertikal riktning. Detta kan leda till en otillräcklig representation av småskaliga processer som mesoskaliga virvlar och underjordiska fronter, som spelar en avgörande roll för att blanda och distribuera värme och salt i havet.
3. Dataassimileringstekniker :De flesta toppmoderna klimatmodeller använder dataassimileringstekniker för att införliva observerade data i modellsimuleringarna. Valet av dataassimileringsmetoder och noggrannheten hos de observerade datamängderna kan påverka det simulerade havets underjordiska egenskaper.
4. Felpropagation från ytan :Förspänningar i ytflöden av värme, sötvatten och momentum kan fortplanta sig i havet under ytan genom havscirkulation och blandningsprocesser. Fel i atmosfäriska modeller som driver havsmodellerna (såsom felaktiga ytvindmönster) kan introducera förspänningar i det övre havet, vilket sedan kan påverka egenskaperna under ytan.
5. Modelparametrering :Klimatmodeller använder olika parametreringar för att representera processer i sub-grid-skala som olöst konvektion och turbulent blandning. Dessa parametreringar är ofta förenklade och avstämda baserat på begränsade observationer. Osäkerheter i parametriseringsscheman kan introducera fördomar i havet under ytan.
6. Otillräcklig spin-up-tid :Klimatmodeller kräver en spin-up-period för att anpassa sig till ett konsekvent tillstånd innan de producerar tillförlitliga klimatsimuleringar. Otillräcklig spin-up-tid kan resultera i övergående obalanser mellan ytflödena och havscirkulationen, vilket leder till fördomar under ytan.
7. Osäkerheter i observationer :Observationsdatauppsättningar som används för modellvalidering och jämförelse innehåller också osäkerheter. Frågor som sparsam datatäckning, mätfel och fördomar mellan plattformar kan påverka noggrannheten i utvärderingen och identifieringen av underjordiska fördomar i modeller.
8. Modeldrift :Klimatmodeller är föremål för långsiktig drift, där det simulerade klimattillståndet gradvis avviker från observationer. Denna drift kan orsakas av olika faktorer såsom obalanser mellan strålningskraft och havsvärmeupptagning, otillräcklig representation av återkopplingar och andra strukturella fel i modellerna.
Att ta itu med dessa utmaningar innebär pågående forskning och förbättringar av havsmodelleringstekniker, dataassimileringsmetoder, modellupplösning och parametriseringsscheman. Förbättrade observationsförmåga och mer omfattande datamängder är också avgörande för att validera modellsimuleringar och identifiera källorna till underjordiska termohaline-biaser i klimatmodeller.
