非周期流的拉格朗日描述：以黑潮为例

本文回顾了几种近期发展的拉格朗日工具，并展示了它们的联合使用如何成功获得一般非周期流中纯平流输运事件的详细描述。特别地，鉴于海洋输运过程的气候影响，我们以黑潮区域的测高数据集为例说明了一个二维应用，尽管所提出的技术是通用的，适用于任意时间依赖的非周期流。描述非周期时间依赖流中输运的第一个挑战是获得一个相图表示，其中可以识别出最相关的动力学特征。这一表示通过使用全局拉格朗日描述符实现，例如，当应用于测高数据集时，这些描述符在海洋表面检索到一个相图，其中相互连接的动力学系统的几何结构清晰可见。相图至关重要，因为它揭示了作用于整个流场的输运路径。一旦这些路径被大致识别，就可以通过直接计算作为流场组织中心的特殊双曲轨迹的有限时间稳定流形和不稳定流形来完成详细描述。