赫尔曼-朱尔斯振荡的 toy 模型
大气与海洋物理
2025-12-23 v1
摘要
我们讨论了一个简单三层热带大气模型。该模型的降雨方差由一条沿赤道平行移动的降雨模式主导，其约近似大小和传播速度为赫尔曼-朱尔斯振荡（MJO）。 convective 聚集的起源是对深对流上升气流和层结下沉气循环施加不同长度尺度。深上升气循环诱导的下沉抑制了约 ~1000 km 尺度的对流不稳定性，而下沉气循环诱导的上升则促进了约 ~500 km 尺度的对流不稳定性。在 MJO 包围范围内，降雨率通过增加柱状相对湿度以及增加下层大气垂直运动的方差来维持。模型的每一层都具有预设的目标气压厚度。对流质量通量在净减量网格单元中引入质量盈余，在净进入网格单元中引入质量赘余。模型中的水平输运基于从盈余网格单元中导出质量，并将质量导入赘余网格单元。 resulting 的水平收敛和发散模式产生模型层级之间的垂直运动。当边界层的质量赘余略偏向西侧时，模拟的 MJO 事件向东传播。MJO 的向前传播受限于下沉气循环生成净上升运动并促进 MJO 前缘前方新对流活动的能力。我们还提供了一些指导方针，建议如何设计基于更真实动力学方案中实现更强 MJO 方差的对流参数化。
引用
@article{arxiv.2512.18443,
title = {A Toy Model of the Madden-Julian Oscillation},
author = {Ian Folkins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.18443},
year = {2025}
}