A stabilized proper orthogonal decomposition reduced-order model for large scale quasigeostrophic ocean circulation
本文提出了一个稳定的正交分解（POD）降阶正压涡度方程模式。我们应用POD-ROM模型中纬度简化的海洋盆地，这是更现实的大尺度海洋动力学的标准原型。使用与模式相关的涡粘性闭合方案来模拟丢弃的POD模式的影响。相对于自由涡粘性稳定参数的灵敏度分析进行了各种POD-ROM与不同数量的POD模式。POD-ROM的结果进行了验证，对蒙克层解决直接数值模拟使用完全保守的四阶荒川计划。我们的研究还包括与没有任何稳定的标准Galerkin POD-ROM的比较。显着的改进，在标准的Galerkin模式的精度显示为四个环流的海洋环流问题。POD-ROM数值评估的第一步表明，它可以代表一个计算效率高的工具，在长时间间隔的大规模海洋模拟。
2014-01-23 physics.flu-dyn
Subgrid parameterizations of ocean mesoscale eddies based on Germano decomposition
本研究针对部分解析中尺度涡的中等分辨率海洋模式，基于Germano分解提出符合二维流动物理的三组分次网格模型，相较基准模型能更准确模拟能量与拟涡能谱传输，改善多项海洋统计特征。
2023-04-13 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Approximate deconvolution large eddy simulation of a barotropic ocean circulation model
本文提出了一种新的二维湍流地球物理流动大涡模拟闭合模式。这种闭合建模方法利用近似解卷积，其仅基于数学近似，并且不对模型采用额外的现象学参数。新的近似反褶积模型在数值模拟的风驱动的环流在一个浅的洋盆，一个标准的原型更现实的海洋动力学进行了测试。该模式采用正压渦度方程驱动的对称双涡旋风强迫，这产生了一个四涡旋环流的时间平均。近似反褶积模型产生正确的四个环流结构预测的直接数值模拟，在一个粗糙的网格，但在一小部分的计算成本。新模型的数值评估的第一步表明，近似反褶积可以代表一个可行的工具，在更现实的湍流地球物理流的大涡模拟的欠分辨计算。
2011-08-05 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Intensification of Oceanic Inverse Energy Cascade Under Global Warming
基于24年卫星测高数据，研究发现1994–2017年全球多数海区海面地转动能逆级联每十年增强1%–2%，并揭示其多因素区域差异机制。
2025-05-09 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Phase transition of the energy flux in the near-inertial wave--mesoscale eddy coupled turbulence
风强迫将能量注入海洋中的中尺度涡旋和近惯性波（NIW），NIW通过吸收中尺度涡旋的能量，然后将NIW能量向前级联，最终在海洋内部耗散，从而解决了中尺度能量收支的难题。本工作基于先前导出的二维模型研究了NIW-准地转平均中尺度涡耦合系统中的湍流能量传输，该模型具有Hamilton结构并继承了Boussinesq方程中的守恒量（Xie \& Vanneste，\textit{J. Fluid Mech.}，第774卷，2015年，第100页）。147- 169）。基于能量守恒、位涡拟能和波动作用，我们提出了一个通过改变NIW与平均流之间的相对强度来预测相变存在的启发式论证。通过改变参数$R$（NIW和平均流强迫的大小之比）进行强迫耗散数值模拟，证明了在临界值$R_c$附近存在二阶相变。当$0<R<R_c$时，能量双向传递，波作用向下尺度传递，涡度形成强气旋。而当$R>R_c$时，能量向下传递，波作用双向传递，涡丝占主导地位。我们发现催化波诱导（CWI）机制，其中NIW诱导的平均流的下尺度的能量通量。CWI机制不同于受激失去平衡的情况下，能量转换从中尺度涡到NIW，它被发现是有效的玩具模式研究，使其潜在的重要海洋能量学。
2020-06-04 physics.flu-dyn
Stochastic data-driven parameterization of unresolved mesoscale eddies
在这项工作中，提出了一个随机表示的物理传输原理的基础上，占中尺度涡的大尺度海洋环流的影响。这种随机框架产生于拉格朗日速度分解成一个平滑的时间分量和一个高度振荡的噪声项。这个随机模型的一个重要特征是，它保存了任何实现的总能量的解决流。这种能量守恒表示成功地实现了一个良好的多层准地转动力学核心。未解决的噪音的经验空间相关性从涡分辨模拟数据进行校准。特别地，可以通过Girsanov变换在噪声中引入稳态校正漂移。这个非直观的术语似乎是重要的，在一个粗糙的网格上再现的风驱动的双环流环流的向东射流。此外，投影方法已被提出来约束噪声生活沿等值面的垂直分层。由此产生的噪声使我们能够改善大规模电流的固有低频可变性。
2022-07-11 math.DS physics.flu-dyn physics.geo-ph
Numerical assessments of ocean energy extraction from western boundary currents using a quasi-geostrophic ocean circulation model
本文建立了一个单层准地转大尺度海洋环流模式，用于研究海流涡轮机利用海流能的潜力。功率提取是通过在正压涡度方程中加入参数化的瑞利摩擦项来模拟的。数值评估是通过模拟一组中纬度海洋盆地的β平面，这是更现实的海洋动力学考虑湍流平衡的年代际变化的标准原型。针对各种物理条件，进行了涡轮机参数的灵敏度分析。结果表明，该模式能较好地反映准平稳的海洋动力学特征，并能提供时间平均的四涡环流型。在初始自旋过程之后，所提出的模型在1.5 m/s和2.5 m/s之间的平均最大速度达到统计稳定状态，这接近于在西部边界流中观察到的最大纬向速度。在很长一段时间内的可用功率的概率密度函数计算的参数范围很广。数值计算结果表明，沿西部边界分布在100 km长度尺度上的涡轮机可以提取10 GW的平均功率。然而，它表明，更大的涡轮机面积会改变流动模式和能量，由于过度耗散。涡轮机面积的增加导致可用功率的增加，范围从8 GW到22 GW，这取决于涡轮机建模参数的值。建议QG模型的数值评估的第一步表明，本框架可以代表一个可行的工具，用于评估在高度湍流制度的能量潜力。
2016-04-28 physics.ao-ph physics.flu-dyn
A dynamic-kinematic 3D model for density-driven ocean circulation flows: Construction, global well-posedness and dynamics
海洋中的不同浮力表面源可以引起密度驱动的流，其结合更快的流分量以创建多尺度3D流。位温和盐度是确定海洋位密度的活跃示踪剂：它们的分布强烈影响密度驱动分量，而总流量则影响它们的分布。我们提出了一个强大的框架，允许一个研究的影响，一般的3D流密度驱动的速度分量，通过构建一个模块化的基于观测的3D模型的中间复杂性。该模型包含一个不可压缩的速度耦合两个平流-扩散方程，温度和盐度。而不是解决的Navier-Stokes方程的速度，我们认为一个流动组成的几个时间上分离，空间上预定的模式。其中一种模式模拟密度驱动流：其空间形式描述密度驱动流结构，其强度由平均密度差动态确定。其他模式是完全预先确定的，由任何不可压缩的、可能不稳定的3D流组成，例如由运动学模型、观察或模拟确定。该模型是由两个非局部偏微分方程组成的非线性弱耦合系统。我们证明了它的适定性的意义下的Hadamard，并获得严格的边界解析解。该模型的海洋系统的相关性表明，通过调整模型，以模仿北大西洋的动态。在一个限制下，该模型恢复了简化的海洋盒子模式，在另一个限制下，恢复了海洋混沌平流的运动学模型，这表明它可以用于研究海洋中的空间相关反馈过程。
2022-08-08 math.AP physics.flu-dyn physics.geo-ph
Persistence and material coherence of a mesoscale ocean eddy
海洋涡旋在海洋的输运和混合过程中起着重要作用，因为它们能够将物质、热量、盐和其他示踪物远距离输送。它们表现出至少两个时间尺度;欧拉寿命与网格领域（如涡度或海面高度）中的持久可识别特征相关，而多个拉格朗日或材料相干时间尺度通常要短得多。我们提出了一种方法来研究多时间尺度的物质传输，泄漏，并夹带与他们的周围环境的涡流通过构建序列的有限时间相干集，计算为上层集的动态拉普拉斯算子的主导特征函数。动态拉普拉斯算子定义的时间间隔的长度不同的主导特征值，使我们能够确定一个最大的连贯性时标，最大限度地减少在一个域的质量损失率，每单位流量时间。我们采用的方法来检查的持久性和材料的连贯性的厄休拉环，在南大西洋的海洋涡旋，粒子轨迹来自$0.1^\circ$全球数值海洋模拟。使用一系列的滑动窗口，该方法是能够识别和跟踪一个持久的涡流功能的时间比最大的相干时间尺度长得多，并具有相当大的材料运输比相应的涡流功能从纯粹的欧拉信息。此外，流体在所识别的特征中的中值停留时间远远超过保证完全材料运动的时间尺度。通过停留时间的计算，我们发现，这个特殊的涡流不表现出一个长期的连贯的内核和大部分的材料运输是由准相干的外环的涡流。
2021-11-16 math.DS physics.flu-dyn
The sensitivity and stability of the ocean's thermohaline circulation to finite amplitude perturbations
在一个简单的模式背景下，热盐环流有限振幅扰动的敏感性和稳定性进行了研究。一种新的方法被用来解决这个非线性问题。该方法是基于所谓的条件非线性最优扰动（HOCP），这是一个非线性推广的线性奇异向量法（LSV）的计算。结果表明，线性稳定的热盐环流状态可以变为非线性不稳定的，并确定了具有最佳非线性增长的扰动的性质。一个不对称的非线性响应扰动存在相对于有限振幅淡水扰动的迹象，热为主和盐度为主的温盐流。这种不对称性是由于通过平流过程的扰动的非线性相互作用。
2007-02-10 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Applications of Deep Learning parameterization of Ocean Momentum Forcing
本文提出一种结合物理约束的卷积神经网络参数化方案，用于改进海洋模式中对中尺度涡旋及其动量强迫的表征，并通过MITgcm离线模拟验证其有效性。
2024-06-06 physics.ao-ph physics.flu-dyn
A framework for the evaluation of turbulence closures used in mesoscale ocean large-eddy simulations
我们提出了一种方法来确定最好的湍流封闭的涡流允许的海洋模式，通过测量关闭的次网格光谱传输和通量的误差景观。我们将这种方法应用到6个不同的封闭强迫耗散模拟的正压涡度方程的f平面（二维纳维-斯托克斯方程）。使用一个高分辨率的基准，我们比较每个封闭的能量和拟能转移的模型，在基准运行中观察到的实际转移。错误景观规范使我们能够在闭包之间进行客观的比较，并优化每个闭包的自由参数以进行公平的比较。超粘性封闭最接近地再现了涡度拟能级联，特别是在较大的尺度上，因为其耗散效应集中在非常小的尺度上。粘性和Leith封闭的表现几乎一样好，特别是在较小的规模，所有三个模型耗散。Smagorinsky闭包在错误的尺度上耗散拟能。预期的位涡闭合是唯一能从未解尺度再现高尺度动能转移的模型，但需要高阶拉普拉斯修正，以便将耗散集中在最小尺度。拉格朗日平均α-模型封闭没有成功地执行强制二维各向同性的纳维尔-斯托克斯方程：小规模的对流仅略有减少的模型，而小规模的卷起被阻止。这样就减少了扩散的影响。
2012-11-26 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
A theoretical model for oceanic submesoscales under next-order effects of strain and turbulence
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出了一种理论模型，研究次临界尺度环流在中尺度应变和BLT下的一级效应，揭示了锋面生成与分解的机制及参数影响。
2026-01-26 physics.flu-dyn
An Efficient Coarse Grid Projection Method for Quasigeostrophic Models of Large-Scale Ocean Circulation
本文提出了一种粗网格投影（CGP）多尺度方法来加速大尺度海洋环流准地转模式的计算。这些模型需要在每个时间步求解一个椭圆子问题，这需要大量的计算时间。我们在这里提出的方法是一个模块化的方法，便于数据传输与简单的插值和使用黑箱求解器求解椭圆形子问题和位涡方程的QG流求解器。在粗化网格上求解椭圆子问题后，采用插值方法获得精细数据，以便在全网格上进行后续的时间步进。然后在细网格上更新位涡场，由于椭圆求解器的网格点数量减少，节省了计算时间。该方法适用于单层正压和两层分层QG海洋模型中纬度海洋盆地的β平面，这是更现实的海洋动力学的标准原型。该方法被发现，以加速这些计算，同时保持相同水平的精度在精细分辨率的字段。一个线性加速率，我们认为由于有效的线性成本快速傅立叶变换为基础的椭圆求解器使用的所有情况下。我们预计CGP方法的加速将大大增加使用其他次优椭圆解算器的方法版本，这些解算器通常是二次成本。数值模拟结果表明，CGP方法可以有效地消除由于网格分辨率较低而导致的数值振荡。
2013-08-15 physics.flu-dyn
A stable implementation of a data-driven scale-aware mesoscale parameterization
本文将ZB20数据驱动中尺度涡旋参数化实现到GFDL MOM6海洋模式中，通过两种滤波方法抑制网格尺度数值噪声并增强能量反向散射，在理想化配置中验证了其尺度感知性和对气候平均态的改善效果。
2024-10-22 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Role of Surface Gravity Waves in Aquaplanet Ocean Climates
我们提出了一套理想化的数值实验的冬至水行星海洋和研究的热力学和动力学的影响表面重力波（SGW）后，其平均状态。水行星的海洋环流主要由赤道纬向急流和四个埃克曼驱动的纬向翻转环流（MOC）细胞与西风大气急流和东风信风在两个半球对齐。包括SGW参数化（代表海气动量通量，朗缪尔环流和斯托克斯-科里奥利力的调制）增加混合层垂直动量扩散约。40%，并抑制表面动量通量约。百分之四相应减弱的MOC通过减少热量和盐的大尺度平流输送，使赤道纬度变清（蒸发量减去降水量[E-P]为负），并使副热带盐度增加（E-P为正），从而影响1公里深度的海洋密度结构。百分之一中纬度密度跃层在两个半球加深纳入SGW。将SGW纳入水行星海洋模型可使混合层深度增加约100%。10%（中纬度地区冬季高达20%），减少200米以上的垂直切变，改变当地中纬度浮力频率。一般来说，SGWs对水行星海洋的影响在较冷和较暖的气候中是一致的。我们认为，这些模拟的影响可能是相关的了解未来的预测SGW气候，系外海洋，南大洋混合层的动态。
2021-06-09 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
Crossroads of the mesoscale circulation
对海洋中示踪剂扩散机制的量化仍然是海洋学的一个中心问题，从营养物质输送到浮游植物，再到污染物的早期检测。大多数分析都是基于拉格朗日的运输概念，侧重于确定尽量减少区域间流体交换的特征，或最近侧重于网络工具，侧重于连通性和运输途径。这两种方法都不允许对主要水道的地理位置进行排名并选择它们，以便它们监测来自海洋不同部分的水域。相反，这些是部署观测网络时的关键标准。在这里，我们解决这个问题，估计在任何一点的海洋表面的范围，通过它在给定的时间窗口。有了这些信息，我们就能够对拦截来自不同地区的水的主要通量的站点进行排名。我们表明，这使我们能够优化观测网络，其中可以选择一组采样点来监测从给定区域扩散出去的最大水通量。当分析在时间上向后执行时，这种方法使我们能够识别供给目标区域的主要来源。该方法首先适用于一个最小的模式的中尺度涡场，然后到现实的卫星派生的洋流在Kerguelen地区。在这个区域中，我们确定的最佳位置的固定站能够拦截43个表面漂移的轨迹，随着统计的时间持久性，以这种方式确定的站。然后，我们确定了可能的热点微量营养元素富集的经常性春季植物生长素开花发生在这里。有前途的应用，如幼虫连接，海洋空间规划或污染物检测，然后讨论。
2018-12-04 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Thermohaline circulation stability: a box model study - Part II: coupled atmosphere-ocean model
对一个耦合的半球间热盐环流（THC）三盒子模式的稳定性进行了深入的分析。本研究遵循第一部分中提出的相同模型的非耦合版本的类似结构分析。我们研究了当系统经历代表全球变暖条件的强迫时，THC的强度如何变化。初始平衡的每一个扰动的特征在于实现的总辐射强迫，增加率，和南北不对称性。适当定义的度量的选择，使我们能够确定的边界划分的一组辐射强迫的情况下，导致系统的THC模式类似于目前的平衡，从那些驱动系统的平衡THC被逆转。我们还考虑了不同的大气传输参数化和高纬热带辐射强迫之间的比例的选择。我们通常发现，快速强迫比缓慢强迫更有效地破坏了目前的THC模式，强迫是在北方箱更强的也更有效地破坏系统的稳定性，非常缓慢的强迫不稳定的系统，无论其不对称性，除非辐射强迫是非常不对称的，大气传输是一个相对较弱的功能的纬向温度梯度。THC强度的变化主要是由半球中的潜热传输的变化所迫使的，因为它对Clausius-Clapeyron关系产生的温度敏感。
2004-09-26 physics.ao-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Machine-Learning Ocean Dynamics from Lagrangian Drifter Trajectories
拉格朗日海洋漂流物提供了海洋表面电流的高度精确的近似值，但在全球范围内分布稀疏。由于漂流者被动地跟随洋流，对他们将在哪里进行测量的控制最小，为给定区域提供有限的时间覆盖。补充欧拉速度数据可提供全球覆盖，但其本身受到卫星测高可能的空间和时间分辨率的限制。此外，测高测量接近洋流的地转分量，但忽略较小的次中尺度运动，需要从原始卫星轨迹测量中进行平滑和插值。为了利用海洋漂流物数据集中丰富的动态，我们训练了一个循环神经网络的漂流物运动的时间历史，以尽量减少降阶Maxey-Riley漂流物模型中的误差。这种方法依赖于一个缓慢的流形近似，以确定最相关的变量与训练，随后提高时间和空间分辨率的基础速度场。通过添加这个神经网络组件，我们还纠正了漂流物的轨迹附近的次中尺度功能，只使用卫星和风再分析数据的确定性模型错过了。评估了混合模型的训练和测试轨迹数据集之间不同相似性的影响，以及墨西哥湾季节性的影响。
2019-09-27 math.DS physics.flu-dyn
Mixing and Geometry in the North Atlantic Meridional Overturning Circulation
本研究利用拉格朗日相干结构分析AMOC的三维输送路径，揭示了Flemish Cap区域深水快速上升及Irminger Sea极深水与表层新上升连接的混合几何特征。
2024-12-23 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Interacting internal waves explain global patterns of interior ocean mixing
本文利用波-波相互作用理论并结合局地与全球观测，首次从第一性原理解释了全球海洋内部内波破碎驱动的湍流混合模式，为海洋环流模式提供了完全基于物理的波驱动混合参数化基础。
2024-08-12 nlin.CD physics.ao-ph physics.flu-dyn
Stochastic effects of waves on currents in the ocean mixed layer
本文介绍了一个研究波浪对海洋混合层中海流影响的能量守恒随机模式。该模型被称为李输运随机强迫（SFLT）。SFLT模型是由随机约束变分原理导出的，因此它具有开尔文环流定理。这里给出的SFLT的例子处理三维欧拉流体流动，旋转浅水动力学和Euler-Boussinesq方程。在每个例子中，可以看到随机斯托克斯漂移和物质夹带在流体循环的产生中的影响。我们还提出了一个欧拉平均SFLT模型（EA SFLT）的基础上分解的能量守恒SFLT模型的欧拉解的期望值和波动的总和。
2021-06-06 math.DS physics.flu-dyn
The Productive Ligurian Pool
在对比的行为，在开阔的海洋中的涡，次中尺度涡产生的收缩利古里亚盆地（西北地中海），是非生产性的，但它们的组合效果，安排在一个边缘状的方式，有助于遏制生产利古里亚池（PLP）。来自MODIS卫星传感器的数据显示，在盆地中心持续较高的叶绿素浓度，同时在其周围的高EKE值，来自AVISO高度计合并产品。这表明，这种“生产池”是由边缘强烈的（次）中尺度涡活动维持的。利用MERCATOR和高分辨率COSMO-17大气模式强迫建立的区域海洋模式系统进行的数值模拟实验也表明，2009年和2010年期间，大多数次中尺度涡旋集中在海盆周围的边缘，促成了海盆尺度气旋环流的形成。我们假设，在边缘的漩涡之间的相互作用可能有助于输入的营养物质的池在两个方面：（i）通过平流的营养物质从附近的沿海地区进入池;（ii）通过集中涡流涌上的营养物质内的池;或通过组合。
2011-07-29 physics.ao-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Coupling Between Abyssal Boundary Layers and the Interior Ocean in the Absence of Along-Slope Variations
为了关闭翻转循环，稠密的底层水必须通过湍流混合上升。最近的研究已确定薄的底边界层是强烈上升流的位置，但仍不清楚它们如何与深海的大规模环流相互作用并形成这种环流。目前对这种BL-内部耦合的理解是由一维理论形成的，这表明本地产生的BL运输的变化与内部产生交换，从而产生全球环流。然而，到目前为止，这幅图一直基于一维理论，即使在高度理想化的二维几何中也无法捕捉局部演化。目前的工作适用于BL理论修订的1D动力学，更自然地推广到二维和三维。边界层被假定为在稠密水的上涌和向下浮力通量的会聚之间处于准平衡。BL运输，其中明确的公式，施加的内部通过修改底部边界条件的影响。在1D中，这种BL输运独立于内部演化，但在2D中，BL和内部完全耦合。一旦允许内部变量和底部斜率在水平方向上变化，BL输运中的收敛和发散与内部交换质量。这一框架允许分析以前无法解决的问题，如BL-存在指数内部分层时的内部耦合，为发展深渊环流的完整理论奠定基础。
2023-01-13 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Towards bridging the gap between data-driven and theoretical turbulence closures in stratified flows
New York University（纽约大学）
本文探讨了海洋中尺度涡旋的湍流闭合问题，通过理论分析和数据驱动方法，旨在弥合人工智能与理论流体动力学之间的差距。
2026-06-23 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Spatio-temporal coarse-graining decomposition of the global ocean geostrophic kinetic energy
本文利用粗粒化方法分解全球海洋地转动能，揭示中尺度能量分布、半球不对称性及小尺度能量被低估问题，并首次给出空间-时间全球谱，发现约200 km和2-3周的一致峰值。
2023-03-31 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Vertical structure of buoyancy transport by ocean baroclinic turbulence
基于准地转动力学，本文提出无调节参数的海洋斜压湍流浮力输运垂直结构定量预测，与数值模拟一致，为气候模型提供显式物理表达式。
2023-08-01 physics.flu-dyn
Tidally Induced Turbulence in the Abyssal Ocean
本研究针对深海倾斜地形处潮汐流湍流转捩不符合经典失稳条件的问题，通过分析边界层湍流野外项目观测数据，揭示潮汐流的时间依赖性改变稳定特性的机制，阐明振荡剪切流混合对全球深海翻转环流的重要作用。
2025-09-06 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Generation of attached Langmuir circulations by a suspended macroalgal farm
在这项研究中，我们专注于朗缪尔湍流在深海中的大型海藻养殖场的存在下，使用大涡模拟方法。波流相互作用通过求解波平均方程来模拟。在农场的水动力过程被发现驱动一个持久的流动模式类似于朗缪尔环流，但被锁定在整个农场的空间。这些二次环流的产生是因为由成排的遮篷元件产生的横流剪切导致稳定的垂直涡量场，然后在涡力的作用下旋转到下游方向。由于驱动机制类似于CraikLeibovich的2型不稳定性理论，这些次级环流也被称为附着朗缪尔环流。然后，我们应用一个三重分解的流场，揭示了基本的运动学和能量之间的平均流，二次流产生的农场阻力，和瞬态涡流。流动可视化和统计表明，附着的朗缪尔环流的结果从上层海洋混合层的调整，大型藻类农场，他们将减弱（如果不是消失）时，流量达到平衡态内的农场。三重合成能量收支表明，二次流的能量是在冠层阻力的作用下从平均流中转移过来的，而瞬态涡则是以Stokes漂移和二次流的能量转换所传递的波能为能量来源。
2021-02-03 physics.ao-ph physics.flu-dyn
A new formulation of the atmospheric spectral energy budget, with application to two high-resolution general circulation models
本文以球谐函数为基函数，导出了大气动能和有效位能谱能量收支的新公式。与以前的公式相比，有三个主要的改进：（i）地形被考虑在内，（ii）被认为是精确的三维平流项和（iii）垂直通量是从不同的球谐函数之间的能量传递分离。使用此公式，从两个不同的高分辨率GCM的结果进行了分析：AFES T639 L24和ECMWF IFS T1279 L91。光谱通量表明，AFES，它再现了现实的水平谱与k^{-5/3}惯性范围在中尺度，模拟了一个强大的下尺度能量级联。相比之下，k^{-5/3}垂直积分谱和下尺度能量级联都不是由ECMWF IFS产生的。
2013-03-14 physics.ao-ph physics.flu-dyn
