中纬度对流层中的拉格朗日速度相关和绝对扩散

利用ECMWF的每日风场数据,我们进行了被动粒子平流模拟,以估算与中纬度对流层流动相关的拉格朗日速度相关函数(LVCF)。特别是,我们将速度场分解为时间平均和瞬变(或涡旋)分量,以更好地理解LVCF的性质。还检查了一个密切相关的量,即绝对扩散(AD)。鉴于流动的各向异性,分别考虑了经向和纬向特征。观察到纬向LVCF是非指数的。事实上,在中间时间尺度上,它可以被解释为形式为$\tau^{-\alpha}$的幂律,其中$0<\alpha<1$,或者解释为具有不同时间尺度的指数之和——这两种解释是等价的。更重要的是,纬向流中的长时间相关导致超扩散的纬向AD状态。另一方面,经向LVCF迅速衰减到零。在接近零之前,经向LVCF显示出一个负相关区域——这是行星尺度罗斯贝波存在的结果。因此,经向AD除了显示经典渐近弹道和扩散状态外,还表现出瞬态次扩散行为。