一年生海冰中卤水包裹体的缓慢迁移
动力系统
2021-09-09 v1 软凝聚态物质
大气与海洋物理
摘要
我们通过在海冰相变框架中引入盐度，基于 Penrose 和 Fife 提出的框架推导出一个热力学一致的模型。以相对于液态水摩尔分数的盐熵提供了冰形成过程中排盐的透明机制。我们识别出慢变坐标，包括按潜热加权的相对于液态水摩尔浓度的盐密度，并利用多尺度分析通过尖锐界面标度推导出一个准平衡 Stefan 型问题。奇异极限是不确定的，通过施加界面扰动下盐的局部守恒来封闭主导阶系统。准稳态系统将界面运动确定为曲率、温度梯度和盐密度的平衡。我们对轴对称表面进行了数值求解，表明北极海冰典型的热梯度对柱状卤水包裹体的掐断模式以及由此产生的球形形状的尺寸分布具有决定性影响。包裹体尺寸的密度和分布是海冰反照率的关键组成部分，并纳入全球气候模型。
引用
@article{arxiv.2109.03643,
title = {Slow Migration of Brine Inclusions in First-Year Sea Ice},
author = {Noa Kraitzman and Keith Promislow and Brian Wetton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.03643},
year = {2021}
}