绘制北大西洋能量级串图谱：粗粒化方法

我们实现了一个粗粒化框架，用以分析非线性过程、测量能量传递率，并从模拟的全球海洋数据中绘制能量路径。湍流理论中测量能量级串的传统工具，如谱通量或谱传递，依赖于统计均匀性假设，或至少要求运动尺度与统计非均匀性尺度之间存在较大分离。粗粒化框架允许同时在尺度和空间上探测完全非线性动力学，且不受这些假设的限制。本文描述了该框架如何应用于海洋流动。由于规范自由度，尺度间的能量传递并非唯一。本文论证，伽利略不变的亚滤波尺度（SFS）通量是恰当测量海洋中能量尺度传递的合适量。研究表明，SFS 定义可以给出与传统测量方法定性不同的结果，后者将空间输运与能量的尺度传递混为一谈。本文给出了既在空间上局域、又能诊断准谱（即逐尺度）动力学的能量尺度传递地理分布图。利用北大西洋流动的强涡旋模拟，我们发现能量逆尺度传递并非处处成立。事实上，在墨西哥湾流附近和赤道逆流区的某些区域存在显著的顺尺度传递。尽管如此，平均而言，逆尺度传递是对 O(10^3) 公里尺度区域上温带能量尺度传递的合理平均描述。