D

嗯,马克斯是一年一度的混合层的最大深度:

hm的年平均混合层深度。请注意,这两个定义治疗俯冲在当地的意义上,这两个俯冲利率不包括平均轨迹下游。结果,这两个方程的利率计算小于上述定义SE和SL的利率计算,两者都包括产生的贡献空间方差的埃克曼泵速度和混合层深度(图5.29)。因此,我们不应该使用一个简单的年平均计算所谓的年平均环流;总有一些非线性和非本地的影响,必须认真调查。

在这个例子中,扣留率由时间控制的混合层深度,——dhm t / d;然而,由于垂直泵的贡献,扣留开始之前-dhm / dt改变从消极到积极的迹象。虽然扣留率是正的大约一半的循环,只有第一季度的这种积极挽留率,阴影在图5.29所示,有助于有效entrainm花,这是真正的部分导致了年平均俯冲速率。

潜在的涡度通风温跃层的关键参数模式水形成潜在的涡度新形成的水质量。为简单起见,潜在的模式水通过涡度俯冲的设置可以在一个二维草图的理想化的情况下稳定的循环(见图5.30)。

使用密度守恒,我们有

Q = ^ = f Uml; VPm (5.40)

PoAz阿宝wtr +你•Vhm overbars表明平均超过1年的轨迹,itml显示了混合层,水平速度和下标tr表示轨迹。强调平均超过一年轨迹的原因源于年平均俯冲速率的定义。例如,靠近墨西哥湾流的水平速度可以在0.1米/秒;因此,在1年,轨迹可以覆盖2000 - 3000公里的距离。along-trajectory意味着在这样一个长途可以大大不同于当地的术语。方程5.40指出潜在的涡度通风温跃层的经向密度梯度成比例混合层密度,和成反比的和垂直速度的基础上混合层+

点(S2)点(S1)

点(S2)点(S1)

图5.30混合层属性之间的关系和潜在的涡度在俯冲形成的。

混合层深度的水平增加。因此,低电位形成涡度水时:

•低的经向梯度混合层密度

•强大的埃克曼泵(暗示强烈的垂直速度)

•大量水平梯度晚混合层深度和水平速度。

仰冲

上升流/夹带在近极的盆地。当水包裹从永久在海洋上混合层的密度跃层,它失去了原来的身份,比如温度和盐度。因此,水的质量是通过侵蚀了。

类似于无效的逸出期间会发生什么,水携入的到混合层可能不是来自永久密度跃层;相反,它可能来自于季节性跃层的水从混合层下火车之前(森林,1985;Cushman-Roisin, 1987)。

为了澄清夹带所涉及的物理过程,我们使用术语仰冲。仰冲被用于地质描述向上抽插的过程地壳板块相邻板块的边缘。仰冲是借用来描述过程中永久的水密度跃层上涌到混合层和流在相邻层的水。尽管仰冲基本上是一个持续的过程之间的永久密度跃层和季节性跃层,有效的雾沫从季节性跃层混合层只发生部分entrain-ment期间(图5.31)。在有效的诱导作用阶段,水从永久密度跃层,没有暴露在表面的过程,通过季节性夹带到混合层密度跃层。其余的夹带期间(即。无效的夹带时期),水已经暴露在海气相互作用在过去一年进入季节性跃层的混合层,如图5.31所示顶部五行。

使用特殊的术语“仰冲”帮助我们澄清永久的不可逆转的质量通量密度跃层的混合层。例如,尽管夹杂混合层发生在亚热带盆地在季节性周期,在大多数地方水携入的到混合层实际上来自于季节性跃层,所以没有仰冲。事实上,只仰冲发生在近极的盆地和subtropical-subpolar边界地区,将显示在下面讨论。

仰冲的速度可以被定义在某种程度上类似于俯冲速率。尽管obduc-tion俯冲的反义词,仰冲不能计算为俯冲与相反的迹象。有两个主要这两个术语之间的差别。

首先,俯冲所涉及的物理过程和仰冲是不同的。俯冲发生在亚热带流域,水geostrophically流到永久的密度跃层。因此,水俯冲永久密度跃层进行晚混合层属性。相比之下,仰冲发生在近极的盆地,水从下面的永久密度跃层geostrophically向上流入

无效的无效的有效逸出雾沫夹带

无效的无效的有效逸出雾沫夹带

图5.31仰冲的一个例子,上升流的制服上升流18米/年。混合层深度有一个简单的正弦周期。

季节性跃层,最终进入混合层。雨水进入混合层时,迅速失去其身份强混合的结果,它是不可能跟踪单个水包裹的轨迹。

物理的差异反映在边值问题的数学公式适合密度跃层结构在亚热带和亚寒带盆地。密度跃层方程是一个非线性双曲型方程(黄,1988 a, 1988 b)。亚热带盆地、密度被指定为一个上边界条件,因为上表面是上游边界。近极的盆地,上表面密度不能指定。事实上,混合层密度是由永久密度跃层的动力,是解决方案的一部分。

第二,当有效逸出有效的诱导作用是不同的。众所周知,有效的逸出发生在冬末,当混合层达到年度最大深度和密度,开始撤退。有效的诱导作用发生在深秋和初冬时,混合层迅速加深,但在它达到年度最大深度和密度。

计算仰冲速度,重要的是要追溯到附连水的起源。使演讲更清晰,假设在冬末t = 0,说3月1日。我们开始用一个简单的情况下,混合层深度有一个简单的正弦周期及其振幅空间制服。上升流率18米/年,沿着轨迹也是统一的。因为混合层相对较浅,我们假设垂直速度大约是一样的埃克曼吮吸速度沿着轨迹。下面的基础上混合层,混合是可以忽略不计,所以水包裹的身份是保存。结果,粒子轨迹可用于微量水的起源之前携入的混合层。一旦水包裹进入混合层,他们失去了自己的身份,因为强大的混合层内的垂直混合。

在春天和初夏混合层撤退和叶子背后的分层水,这是一段逸出,虽然它只是一个临时的在目前的情况下逸出。月初开始下降,混合层加深和夹带。水进入混合层第一时期并不来自永久密度跃层。事实上,这些水包裹下火车到季节性跃层在更早的时间和一些上游的位置,如图5.31所示顶部五行。这样的混合层中的水被“污染”在过去的一年,所以这不是真正有效的诱导作用。只是夹杂在第二阶段的永久密度跃层的水进入混合层,所显示的更低的轨迹。

情况如图5.31所示的一个简单的计算显示,与一个统一的上升流18米/年,有效夹带在t = 0.8762开始,终止于Te = 1.0088。夹杂在一个普通的一年,有效的从1月18日开始和结束在3月4日收益率的持续时间约为44天。

俯冲之间的对比和仰冲如表5.3所示。

仰冲率定义为一个积分数量年平均仰冲率可以定义略有不同,这取决于所使用的坐标。首先,仰冲的速度可以用拉格朗日坐标定义(森林,1985)。因此,年平均仰冲率被定义为T在哪里的时间平均,这是假定为1年,因为季节性周期;下标tr表示关键轨迹如图5.31(标志着仰冲的结束);Ahm, L表示混合层深度变化积累一年拉格朗日轨迹。注意,两个方面都包括在过去一年时间平均和空间平均在1年期轨迹。根据定义,一个仰冲的速度应该非负,负价值计算从这个定义应被视为一个零仰冲率。

第二,瞬间夹带率在欧拉坐标可以定义为下标mb表示混合层的基础。瞬时夹带率在一个季节性周期波动极大。此外,一些无效的雾沫的附连水的阶段并不导致仰冲。因此,

表5.3。通风:俯冲和仰冲

质量流量

水质量时间

大气强迫混合层轨迹跟踪

俯冲

从混合层永久密度跃层

形成

春天

加热

变浅

下游

仰冲

永久的密度跃层的混合层

侵蚀

冬天

冷却

深化

上游夹带不能作为索引使用的水质量转化率。类似于年平均的定义欧拉俯冲速率,这是更有意义的使用年平均仰冲率定义为

TS和TE的时候有效的雾沫开始和结束的时候,和E在Eqn瞬时夹带率定义。(5.42)。

一些不正确的定义对水质量侵蚀率在以前的研究中已经被使用。在某些情况下,人们只是用“上涌”这个词来描述俯冲过程相反。正如上面所讨论的,上升流是只有仰冲术语的一部分,另一部分是与横向感应,可占主导地位的近极的盆地。

另一个潜在的陷阱在计算年平均仰冲率来自使用一个简单的欧拉意味着在给定的站在整个一年

用Eqn的地方。(5.42)将导致错误的估计O = Wmb + umb■Vhm。一般来说,这种替代往往低估了年平均仰冲速度。

这两个定义之间的主要区别如下仰冲速度。在欧拉坐标系、水包裹夹带到混合层在一个车站监控,和包裹的轨迹追溯到上游为1年,以确定水来自永久密度跃层。因此,开始和结束的有效确定夹带,和年度仰冲率可以通过使用Eqn计算。(5.43)。在拉格朗日坐标系中,水包裹夹带到混合层在一个车站进行监视,以确定关键的轨迹,标志着仰冲的结束。鉴于这种轨迹,可以沿着轨迹追溯1年和计算通过使用Eqn仰冲的速度。(5.41)。

计算年平均仰冲率根据这两个定义需要准确的信息时空演化的混合层,等详细的信息几乎是不可能获得任何气候数据。因此,一个简单的定义年平均可以使用拉格朗日仰冲率d和h轨迹和混合层深度的基地,和下标0和1表示这些数量计算在今年年初upstream-tracing和前面的位置的关键轨迹1年。

尽管仰冲利率计算根据这些定义略有不同,他们的区别是很小的错误存在于今天的气候学数据。因此,在Eqn定义。(5.45)可以作为一个方便实用的工具计算仰冲的速度从气候资料错误与其他流程。

水质量的形成和侵蚀发生在海洋上面讨论的俯冲和仰冲过程。随着混合层和Stommel恶魔,可以将这些流程示意图如图5.32。通风/仰冲率由两部分组成,横向感应和垂直泵术语:苏S = +高级副总裁,

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