海洋热吸收的基于过程的垂直平流/扩散新理论模型
流体动力学
2017-08-08 v1
摘要
垂直上升流/扩散模型 (VUDM) 在历史上对我们关于海洋热平衡如何实现的想法起到了关键作用。它过去和现在仍被广泛应用于从估算传输系数到简单气候模型 (SCM) 中海洋热吸收参数化等诸多领域。然而，多年来其作为海洋热平衡现实理论模型的概念价值变得越来越不清晰，因为：1) 上升流与高纬度深层水形成之间的联系方式，以及沿梯度扩散与垂直/跨等密度面混合之间的联系方式迄今为止仍不精确且有些临时性；2) 等密度面混合、密度补偿温度异常、中尺度涡致平流和随深度变化的海洋面积等其他效应也都被证明会影响实际的海洋热吸收，但将它们纳入现有的 VUDM 框架一直存在问题。本文构建了一个新的基于过程的海洋热吸收垂直平流/扩散理论模型，解决了上述所有困难。该新模型是通过对海洋气候模式所携带的位温的三维完整平流/扩散进行粗粒化，并使用与海洋水团理论相同的等密度面分析而得到的。所得模型利用有效速度、有效跨等密度面扩散率以及一个附加项来描述等密度面平均的厚度加权位温的时间演化，其中有效速度唯一依赖于在密度类别中条件积分的表面加热，有效跨等密度面扩散率由等中性面和跨中性面混合控制，附加项则与非绝热残余翻转环流对密度补偿温度异常的经向输运有关。
引用
@article{arxiv.1708.02085,
title = {A new process-based vertical advection/diffusion theoretical model of ocean heat uptake},
author = {Remi Tailleux and Antoine Hochet and David Ferreira and Till Kuhlbrodt and Jonathan Gregory},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.02085},
year = {2017}
}
备注
13 pages, preliminary draft of paper to be submitted to Geoscience Model Development