In den letzten zehn Jahren wurde die Methode der merkmalsorientierten regionalen Modellierung entwickelt und in mehreren Ozeanbereichen angewandt, darunter im westlichen und tropischen Nordatlantik. Diese Methodik ist modellunabhängig und kann mit oder ohne Satelliten- und/oder In-situ-Beobachtungen eingesetzt werden. Hier entwickeln wir neue merkmalsorientierte Modelle für den östlichen Nordpazifik von 36° bis 48°N – im Wesentlichen für den größten Teil des regionalen östlichen Grenzstroms. Dies ist das erste Mal, dass die Merkmalsmodellierung auf ein komplexes östliches Grenzstromsystem angewendet wurde. Als Voraussetzung für die Modellierung von Merkmalen werden zunächst die vorherrschenden Merkmale beschrieben, die die vielschichtige und komplexe Zirkulation im Kalifornischen Stromsystem (CCS) ausmachen. Diese Beschreibung basiert auf dem heutigen Verständnis der Merkmale und ihrer vorherrschenden Raum- und Zeitskalen der Variabilität. Es wird eine synergetische Konfiguration von Zirkulationsmerkmalen vorgestellt, die auf mehreren und sich manchmal überschneidenden Raum- und Zeitskalen als ein Mäander-Wirbel-Tiefdrucksystem miteinander interagieren. Der zweite Schritt ist die Definition des merkmalsorientierten regionalen Modellierungssystems (FORMS). Zu den wichtigsten multiskaligen Zirkulationsmerkmalen gehören die mittlere Strömung und die nach Südosten mäandrierende(n) Düse(n) des Kalifornischen Stroms (CC), der polwärts fließende Kalifornische Unterstrom (CUC) und sechs Auftriebsgebiete entlang der Küste. Als Nächstes werden die typische synoptische Breite, die Lage, die vertikale Ausdehnung und die Kerneigenschaften dieser Merkmale sowie ihre vorherrschenden Variabilitätsskalen aus früheren Beobachtungs-, Theorie- und Modellierungsstudien ermittelt. Die parametrisierten Merkmale werden dann mit der Klimatologie, den In-situ- und Fernerkundungsdaten, soweit verfügbar, zusammengeführt.
Die Methodik wird hier beispielhaft für die Initialisierung von Modellen mit primitiven Gleichungen dargestellt. Dynamische Simulationen werden als Nowcasts und kurzfristige (4-6 Wochen) Vorhersagen unter Verwendung dieser Feature-Modelle (FM) als Anfangsfelder und des Princeton Ocean Model (POM) für die Dynamik durchgeführt. Eine Reihe von Simulationen über einen Zeitraum von 40 Tagen veranschaulicht die Anwendbarkeit von FORMS auf eine instationäre östliche Randstromregion wie die CCS. Es werden Vergleiche mit Simulationen angestellt, die nur auf der Grundlage der Klimatologie initialisiert wurden. Der FORMS-Ansatz erhöht die Fähigkeiten in mehreren Faktoren, darunter: (i) Aufrechterhaltung des salzarmen Pools im Kern des CC; (ii) Darstellung der Wirbelaktivität vor der küstennahen Übergangszone; (iii) realistische Entwicklung der kinetischen Energie der Wirbel; (iv) Entwicklung der mesoskaligen Merkmale unter der Oberfläche (in mittlerer Tiefe); und (v) Entwicklung der polwärts gerichteten Tiefenströmung.