Langmuir湍流对上层海洋碳酸盐化学的影响
大气与海洋物理
2019-01-30 v1
摘要
利用在大尺度上包含海洋混合层中主动反应碳酸盐化学的大涡模拟,研究了波致Langmuir湍流对二氧化碳(CO)海气通量的影响。考察了三种碳酸盐化学类型(时间依赖型、瞬时平衡化学以及无反应)下的四种Langmuir湍流强度。时间依赖模型是通过计算奇异扰动分析由详细的八物种化学机理简化得到,从而对氢离子(H)采用准稳态近似,即固定pH。简化机理随后在平流求解前后以两个半时间步进行积分,采用对刚性微分方程组稳健的Runge--Kutta--Chebyshev格式。模拟表明,随着Langmuir湍流强度增加,近表层快速翻转增强了CO通量,其可与时间依赖反应对CO的移除速率相匹敌。与更真实的时间依赖模型相比,平衡化学模型将更多碳带入海洋,而无反应模型带入的碳更少。这些结果对忽略Langmuir湍流或使用平衡而非时间依赖化学机理的地球系统模式具有启示意义。
引用
@article{arxiv.1809.02509,
title = {Effects of Langmuir Turbulence on Upper Ocean Carbonate Chemistry},
author = {Katherine M. Smith and Peter E. Hamlington and Kyle E. Niemeyer and Baylor Fox-Kemper and Nicole S. Lovenduski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.02509},
year = {2019}
}
备注
25 pages, 9 figures