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慢推翻haline模式
图5.122三个盒子模型的均衡Stommel(1961):稳定的注意(一),鞍(b),和稳定的螺旋(c);箭头表示的行为在t - s图模型的解决方案。
密度差异由于温度组件。如此大的盐度差别可能缓慢循环只是因为长时间放松的时间尺度。•一个热控制的不稳定状态,由图5.122中的鞍点b。
三厢车模型,Rooth (1982) Stommel两个盒子模型的理想化的不幸的是出版后20年都没人注意到。风应力的潜在作用的温盐环流也调查了Stommel和Rooth类似个盒子模型(1968);然而,风应力的作用再次忽略了一个更长的时间。事实上,迄今为止很少被提到。像许多Stommel简单模型的假定,这个个盒子模型似乎与现实世界完全不同,很长一段时间没有人重视这样一个简单的模型。
Stommel温盐环流的原始模型是制定在一个半球,即。,在赤道和高纬度地区之间。Rooth(1982)第二步由温盐环流形成三厢车的模型(图5.123),它由一个赤道框和两个半球的盒子。
系统具有四种可能的模式,包括两个对称的模式和两种非对称模式(图5.124)。两个对称的模式包括:一个模式与赤道上升流盒子,沉没在高纬度盒(上面一行),所以这种模式由两个半球的两种热模式;另一个模式由赤道上升流高纬度框和沉没的盒子(第二行),所以这种模式由两个haline模式在两个半球。
盐泵盐泵
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- 图5.123 two-hemisphere海洋的三厢车模型,在每个箱子的温度是由T *的热/冷浴,和两个离子泵把盐从两侧箱子塞进中央盒子。
南方盒赤道北部箱盒
图5.124为海洋two-hemisphere三厢车模型。
两个非对称模式由一个半球的热模式和haline模式在另一个半球,而这些可以被称为南极到北极模式,第三和第四行所示如图5.124所示。
的一个重要假定由Rooth是对称的解决方案可能不稳定,可能会移向南极到北极模式。这样一个漂移可能导致海洋环流和戏剧性的变化raybet雷竞技最新地球的气候。
因此,Stommel(1961)的先驱工作奠定的基础揭示多个州温盐环流;然而,他的作品没有探索热之间的过渡模式和haline模式。Rooth(1982)的工作制定一个过渡的可能性在温盐环流的状态。潜在的温盐环流的突然变化或所谓的“温盐灾难”终于出现在1980年代,成为最令人兴奋的研究前沿之一海洋环流和气候。raybet雷竞技最新
不稳定的对称热模式更准确的研究与对称模式相关的不稳定是由Walin (1985)。假设地表温盐迫使,包括热强迫和淡水强迫,是对称的关于赤道(图5.125)。最初的稳定状态温盐环流是对赤道对称,沉没在高纬度地区由于强烈的冷却和上升流的赤道带(图5.125)。
Stommel相似的模型,每个半球体积运输被认为是线性正比于m = pole-equator密度差异的背影((- T)ß(- S)]
南赤道北
图5.125中温盐环流two-hemisphere盆地(从Walin修改,1985)。
南赤道北
图5.125中温盐环流two-hemisphere盆地(从Walin修改,1985)。
其中T, S在高纬度地区温度和盐度和T0, S0在赤道的温度和盐度。H和L海洋模型的高度和宽度,和c是一个常数。盐度的平衡是mo - (m + R) S = 0 (5.180)
因为温度是受到强烈的放松状态,温度扰动T '可以忽略不计。另一方面,盐度扰动寄生热模式可能不是可以忽略不计。事实上,我们展示了这种盐度的扰动可能会增长。从Eqn开始。(5.180),盐度扰动满足d S '
——(m + m)所以(m + m + R) (S + S) ~ -{排名((- T) - 2 fi (- S)] + R} S ' d T
如果RP = " pTl-S) < 2,盐的摄动组件寄生热模式不稳定,将会增加。从海洋中盐的总量是恒定的,盐度扰动的两个半球必须相反的迹象。因此,系统在以下方式发展。首先,温盐环流变得不对称对赤道,还有cross-equator温盐环流的流动,即。,单极-单极模式随着这种不稳定性的结果。事实上,经向环流在大西洋和太平洋中包括一个强大的组件单极-单极模式。第二,密度比,Rp,推动向一个值大于2。注意,Stommel(1993)提出了一个盐调节器理论海洋混合层。根据他的理论,由于随机强迫暴雨,密度比海洋中推动向一个值为2。
2 x 2盒模型
模型公式
Stommel个盒子的一个简单的扩展模型是一个2 x 2盒模型(黄et al ., 1992)(图5.126)。假设属性是统一在每一个盒子,和密度计算通过一个线性状态方程
压力计算的静水压力的关系和相应的水平差异gH上下两层
P3, P4 = APa + gH (P1, P2) + (P3 - P4) (5.184)
APa是未知的大气压力差,可消除使用连续性方程。
这个盒子模型是基于传统的布西涅斯克近似,所以质量守恒是体积守恒所取代。由于体积守恒,子午
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