非经典重力波动力学对中层大气平均流和太阳潮汐的影响
大气与海洋物理
2025-09-29 v1
摘要
传统的重力波(GW)参数化忽略了 GW 动力学的三个方面。它们使用 Eliassen-Palm 通量代替动量和熵通量,从而忽略了可分辨流不处于地转和流体静力平衡的可能性。它们通过在每个时间步确定如果垂直 GW 传播是瞬时的将导致的 GW 通量平衡廓线,忽略了 GW 场和可分辨流的瞬变性。此外,它们也没有考虑侧向 GW 传播和水平 GW 通量。由于预报性 GW 模型 MS-GWaM 不需要做出这些假设,它已被用于全球天气和气候代码 ICON 中,以研究这些假设对月平均纬向平均流和太阳潮汐模拟的影响。发现这三个方面都对模拟结果有显著影响。其中,瞬变性和侧向传播的影响最大。中间层和低热层的平均环流在所有纬度以及高空平流层均受到影响。这与直接修改的 GW 强迫一起,也导致了太阳潮汐的迁移和非迁移分量出现显著差异。如果同时考虑这两个方面,与从卫星数据反演的潮汐的比较最为有利。这主张在 GW 参数化中对 GW 动力学进行相应的广义处理,作为 GW 允许模拟的有效替代方案。
引用
@article{arxiv.2509.21939,
title = {Impact of Non-Classical Gravity-Wave Dynamics on Middle-Atmosphere Mean Flow and Solar Tides},
author = {Tobias Kühner and Georg Sebastian Voelker and Ulrich Achatz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21939},
year = {2025}
}
备注
submitted to the Journal of Geophysical Research