有效势能与有效位势涡度的精确表达式
大气与海洋物理
2022-12-15 v1
摘要
本文从基本原理出发推导了有效势能密度(APE)与有效位势涡度(APV)的精确解析表达式。这些 APE 与 APV 表达式分别与 Holliday & McIntyre (1981) 和 Wagner & Young (2015) 利用微扰展开所得出的已知量一致。关键在于将运动方程及其守恒律用坐标标记 重新表述,其中 z 为流体微元在当前时刻的高度, 为所有微元经绝热重排至无运动态后其等密度面偏离微元当前高度的量。除了直观且简洁之外,新的 APE 与 APV 表达式易于在非恒定层结的 Boussinesq 动力学数值计算中实施。
引用
@article{arxiv.2212.07405,
title = {Exact expressions for available potential energy and available potential vorticity},
author = {Jeffrey J. Early and Gerardo Hernández-Dueñas and Leslie M. Smith and M. -Pascale Lelong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07405},
year = {2022}
}