非传统科里奥利项对ITCZ强迫大尺度流的线性效应
大气与海洋物理
2020-05-28 v1
摘要
本文提出一种通过对方位角动量方程中的非传统科里奥利项(NCT)进行尺度分析来验证静力近似的方法。为说明该尺度分析,本研究使用线性化强迫耗散模型,模拟由模拟热带辐合带(ITCZ)的给定热源所强迫的大尺度流。该模型求解两个相似的方程,二者唯一的区别在于是否包含NCTs。方程的推导采用以下近似:非弹性、赤道β平面、线性化、纬向对称、定常以及常耗散系数。在有和无NCTs情况下模拟的大尺度流,就经向-垂直环流、纬向风和位温进行了比较。两种结果均类似哈得来环流。在控制模型参数的情况下,无NCTs结果减去有NCTs结果即为忽略NCTs所导致的线性偏差。最显著的偏差是在ITCZ加热区出现西风偏差,其产生原因是当存在加热引起的垂直运动时,忽略NCTs阻止了相应的向西加速度。当给定的ITCZ模拟5月东太平洋观测到的ITCZ时,就西风最大值而言纬向风偏差除以含NCTs的纬向风为0.120 0.007,就均方根(RMS)而言为0.0452 0.0005。由于给定相同垂直加热廓线下副热带急流较弱,这些纬向风偏差的归一化度量随ITCZ变窄或更接近赤道而增大。这一差异可由一个将NCT与传统科里奥利项之比尺度化的无量纲参数追溯。该尺度分析鼓励将NCTs恢复至全球模式。
引用
@article{arxiv.2005.12946,
title = {Linear effects of the nontraditional Coriolis terms on ITCZ-forced large-scale flow},
author = {Hing Ong and Paul E. Roundy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12946},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 6 figures. This is the accepted version of an article that has been published in final form