Projektioner av atmosfäriska och oceaniska processer i Röda havet informerar om utformningen av hållbara megastäder som planeras och byggs längs dess stränder.

Röda havet är en viktig naturlig och ekonomisk resurs både för regionen och världen. Snabb befolkning och industriell tillväxt längs kusten, tillsammans med de ökande hoten från global uppvärmning, har lyft fram behovet av att bygga hållbara städer och upprätthålla ett sunt marint ekosystem. Saudiarabien genererar nästan en femtedel av sina inkomster från turism, frakt, jordbruk och fiske i Röda havet, och får 90 procent av sitt sötvatten från avsaltat havsvatten. Dessa industrier förlitar sig alla på atmosfäriska och oceaniska förhållanden, som ingår i ett komplext klimatsystem som man tidigare visste mycket lite om.

Ett internationellt team ledd av Ibrahim Hoteit, Professor i geovetenskap och teknik vid KAUST, har samlat expertis inom väder, hav, vågor, luftförorening, marina ekosystem och datavisualisering för att skapa ett allt-i-ett klimatmodelleringssystem för Röda havet, med hjälp av satellit- och ytobservationer för att förfina resultatet. "Genom att bygga expertis i en region istället för en disciplin, vi kan förstå cirkulationen, ekosystem och klimat i Röda havet som aldrig förr, säger Hoteit.

Systemet, som byggdes på en superdator på KAUST, har genererat de första högupplösta oceaniska och atmosfäriska analyserna av regionen under de senaste 40 åren, som avslöjade hur naturliga processer i Röda havet kopplar samman med jordens klimat. "Vi blev förvånade över att se den indiska monsunens roll i att säsongsmässigt vända den vältande cirkulationen i Röda havet, " säger Hoteit. "Det har hjälpt till att förklara ovanliga sommarklorofyllblomningar i södra Röda havet."

Modelleringssystemet kan förutsäga många processer, inklusive hav och atmosfäriska cirkulationsmönster, marina ekosystem beteende, spridningen av luftföroreningar och den potentiella vägen för ett oljeutsläpp. Detta ger redan viktig information till akademin, regering och industri i Saudiarabien, stödja forskning om hotspots för den biologiska mångfalden i Röda havet, miljöpolitik, projekt för förnybar energi och översvämningsskydd. Till exempel, deras rekonstruktion av extrema våghöjder längs strandlinjen vägledde utformningen av havsväggen som kommer att skydda den nybyggda kung Abdullah Economic City.

Hoteits team fortsätter att förbättra systemets prestanda och utöka dess kapacitet, med särskilt fokus på prognoser på säsongsmässig tidsskala och simuleringar med hög rumslig upplösning av stadsmiljöer. "Vi vill göra det här till ett lättanvänt, onlinevisualiseringsverktyg för att stödja lokala myndigheter och industri i att lösa miljöproblem i regionen, " han säger.