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沿斜坡流动的快速自旋建立与衰减

大气与海洋物理 2022-04-13 v1 流体动力学

摘要

使得深海海水能够上涌的近底混合会倾斜等密度面,并在洋中脊两翼自旋建立流动。沿斜坡地形的中、大尺度海流受制于 Ekman 阻滞与自旋衰减之间的精细平衡。这两种看似迥异的海洋现象共享一个基于旋转、层化流动在绝缘斜坡边界上的一维模型的理论。然而,这一常用模型缺乏对内区流动的快速调整,限制了其捕捉沿坡流动自旋建立与衰减完整物理的能力。受二维动力学启发,本文通过约束垂直积分的跨坡输运并允许存在正压跨坡压强梯度,扩展了一维模型。这通过迫使底边界层中的 Ekman 输运在内区返回,产生了闭合的二级环流。因此,扩展模型可捕捉 Ekman 自旋建立与衰减物理:内区返回流被科里奥利加速度转向,导致沿坡流动发生快速的而非缓慢扩散式的调整。这一输运约束的一维模型准确描述了理想化海脊上二维混合生成的自旋建立,并为理解沿坡流动的 Ekman 阻滞与自旋衰减的相对重要性提供了统一框架。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.05943,
  title  = {Rapid Spin Up and Spin Down of Flow Along Slopes},
  author = {Henry G. Peterson and Jörn Callies},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.05943},
  year   = {2022}
}