赤道气象层大尺度环流的简化维模型
大气与海洋物理
2025-10-23 v1
摘要
全球环流（GOC）是气候系统的关键组成部分，负责将热量、碳和盐分输送到全球洋流中。以往的简化二维模型试图表征这一三维循环，但常常忽略了三个关键观测特征：(1) 赤道 overturning 循环在Ekman层以下处处于气动平衡中，(2) 向下混合在海洋边界处显著增强，(3) 向上换气部分来自南大洋的绝热动力学。基于 Callies 和 Marotzke（2012）的工作，我们发展了一个简化模型，持续性地包含这三者，通过在半封闭盆地的东西边界沿纬度-深度空间模拟温度，并与南部的 zonally 周期再缠绕通道相连。该模型阐明了盆地中纬度温度差如何通过绝热和扩散过程产生和维持，从而导致气动 GOC。它还为理解气动流体如何横跨赤道形成赤道间层循环提供了透明框架，阐明了边界增强混合和南大洋风力如何调节极地向下换气速率。该简化模型与三维海洋模型和关于层结和循环强度的理论比例尺良好一致。由于其简单性，该模型适用于在极端强迫情景下进行长期积分，为测试涡旋和混合参数化提供了有用的框架。
引用
@article{arxiv.2510.19454,
title = {A Reduced-Dimensional Model for the Interhemispheric Geostrophic Meridional Overturning Circulation},
author = {Elian Vanderborght and Henk A. Dijkstra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.19454},
year = {2025}
}
备注
Article Submitted Journal of Physical Oceanography