表面重力波在水行星海洋气候中的作用
大气与海洋物理
2021-07-07 v1 地球与行星天体物理
流体动力学
地球物理
摘要
我们展示了一组理想化数值实验，针对至点水行星海洋，考察表面重力波（SGWs）对其平均态的热力学与动力学影响。该水行星的海洋环流由一个赤道纬向急流和四个埃克曼驱动的经向翻转环流（MOC）胞主导，这些环流胞与两半球的西风急流和东风信风对齐。包含 SGW 参数化（表征海气动量通量调制、朗缪尔环流与斯托克斯-科里奥利力）使混合层垂直动量扩散率增加约 40%，并抑制表面动量通量约 4%。相应的 MOC 减弱通过减少大尺度热与盐平流输送，影响至 1 km 深度的海洋密度结构，使赤道纬度（蒸发减降水 [E-P] 为负）变淡，并使副热带（E-P 为正）盐度增加约 1%。两半球中纬度密跃层因加入 SGWs 而加深。在水行星海洋模型中包含 SGWs 使混合层深度增加约 10%（中纬度冬季可达 20%），减小上层 200 m 垂直切变并改变局地中纬度浮力频率。总体而言，SGWs 对水行星海洋的影响在较冷与较暖气候中表现一致。我们认为这些模拟的启示可能有助于理解 SGW 气候的未来预估、系外行星海洋以及南大洋混合层动力学。
引用
@article{arxiv.2106.05032,
title = {Role of Surface Gravity Waves in Aquaplanet Ocean Climates},
author = {Joshua Studholme and Margarita Markina and Sergey Gulev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.05032},
year = {2021}
}