W v cgf pg
假设以下值基本参数的循环:f = 10 4 / s, P = 2 x - 11 / s / m, Lx x 107 = 2.5, = 107, Ln = Lsy x 106 = 1.5, Aj = 1000平方米/ s, c = 0.16, g = 0.01米/ s2, k =纯m2 / s和这些深度尺度的典型值是:德~ 313 m, dw ~ 685米,和dK ~ 368米。
比较这三个深度范围内,很明显,密度跃层深度与风应力是控制规模;因此,它方便使用这个规模和深度介绍无因次深度d = d / dw,对应的方程是d3 + Ad2 G - d - e =
在k = dj / dw ~ 0.457 < 1和e = (dK / dw) ~ 0.16 ^ 1。把X和e作为小参数,这个方程的级数解
3 3一15 a2 2
32 64 2
维单位,密度跃层深度和北方下沉率n \ 1/2
因此,在当前气候条件下,北大西洋深层水主要是由风raybet雷竞技最新应力控制ACC,艾迪术语是非常重要的,diapycnal混合起着相对次要的作用。
换句话说,最低位,密度跃层深度和经向翻转率主要是由埃克曼泵送率控制。到下一个订单,艾迪混合倾向于减少密度跃层深度和北部下沉的速度,这是符合物理概念,斜压不稳定倾向于扁平等密度的表面和减少下沉率(即北部。,这是一个循环系统中的泄漏)。此外,深海洋上涌提高密度跃层深度。然而,的贡献diapycnal混合密度跃层深度和经向翻转率很小,只有16%。因此,在当前气候条件下,diapycnaraybet雷竞技最新l混合在深海并不是最关键的控制器相关的经向翻转细胞NADW在大西洋(Toggweiler和塞缪尔,1998)。
占主导地位的控制器是风应力与射流南部,和它出现在最低的术语和与x相关联的“一阶修正项注意,我们认为一种eddy-mixing参数化Aj ~ 1000平方米/ s为了决定混合艾迪的深度范围。无量纲参数X约为0.46;因此,它并不是一个小的参数。因此,治疗艾迪项作为一个小小的贡献项可能不是有效的。
事实上,涡动力学可能在南大洋起到至关重要的作用。在过去的几十年里,南方西风加剧(杨et al ., 2007);然而,原位观测和数值实验基于一个高分辨率的模型表明,ACC的区域运输仍然是大致相同的。这种现象被称为涡流饱和度(马歇尔et al ., 1993;Hallberg格纳纳德西肯,2001)。另一方面,尽管使用高分辨率数值模拟的结果表明,强劲的风应力会导致更强的经向环流在北大西洋,没有观察支持这一说法;因此,这仍然是有争议的(Hallberg格纳纳德西肯,2006)。很明显,海洋的行为更复杂的方式比这里讨论的简单的标度律。
5.5.2风力和之间的相互作用深的发行量
风力水平环流和温盐颠覆细胞
结合风力和温盐的发行量
在前面的章节中,我们讨论了关于风力和温盐环流的理论,分别对待。然而,在现实中,海洋环流风力循环和温盐环流的组合。从概念上讲,海洋可以分为三层(图5.176)。30 m是顶部埃克曼层,风应力水平埃克曼输送收敛和发散,导致埃克曼注入亚热带盆地和埃克曼上升流近极的盆地。30 - 1500米的深度范围内风力亚热带,亚寒带,赤道环流是主导的特性。除了线性斯维德鲁普海洋环流系统的内部,有一种强烈的再循环的西北角落副热带环流。运动低于1500米温盐环流为主,包括深水高纬度地区形成,朝赤道方向深西部边界电流,在盆地内部慢上涌。
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- 图5.176素描的风动环流之间的交互和北半球盆地的温盐环流。
叠加在上层海洋风力循环,有向极温盐环流,引发的质量流量。,经向翻转的上部分支细胞(MOC)箭头所示的西部中间框如图5.176所示。这个分支的温盐环流穿过整个子午上层海洋的长度由风力环流,并最终离开了上层海洋和下沉到海洋深处通过深水盆地的东北角落形成。
在深海中,温盐环流主要的类型。深循环可以追溯到深水盆地的东北角落来源。此外,再循环政权的强大的冷却和水形成模式。因此,这也是海洋环流的一个分支,与浅的风力循环温盐环流的一部分。一个全面的海洋环流应该包括这个分支;不过,为了简单起见,这个组件的循环不包括在草图。
深水逐渐升温,并返回到上海洋缓慢而广泛的上涌,见图5.176的最低部分。深水上升流是不统一的
模式形成水
模式形成水
深水形成近极的环流
深层环流
副热带环流
深水形成近极的环流
深层环流
副热带环流
图5.177 two-gyre循环在多层模型的结构示意图。
x在整个海洋。特别是,上升流更强无论mechanical-energy-sustaining diapycnal混合是丰富,如附近大洋中脊。有必要强调的是,世界上最强的上升流系统的海洋是相关联的西风在ACC;然而,这并不包括在图中。
框架中最杰出的特征的海洋环流是上层公里的西部边界电流及其在中期/高纬度地区向东北延伸。此外,还有一种深沉的西部边界电流源于深水形成网站和相应的回流在海洋上。
之间的连接风力上层海洋环流和温盐环流在深海进一步如图5.177所示,在水平循环42-layer模型显示的视图。海洋这个模型包括一个混合层统一的深度50米(图层1),和三个移动层(层2、3和4)以下,加上一个底层(5)层很厚,不动(黄,1989 b)。
模型是由风应力强迫,混合层的温度是放松的一个线性的参考温度。在图5.177的虚线描绘露头线(第2层和第3层之间和第三层和第四层之间);线和箭头描述风力循环在海洋上的流线;和虚线箭头描绘缓慢深循环由深层搅拌和上升流。
深水形成的东北角落向西流,继续运动西部边界电流由虚线箭头在图5.177。海洋深水返回到室内和上层海洋上升流mechanical-energy-sustained混合驱动。由于防御的深水形成上升流由东北角落,有气旋环流在深海中,描绘的虚线箭头。
温盐环流的向下分支相当狭窄。另一方面,向上的温盐环流是而广泛的。当然,
图5.177表示一个高度理想化的循环single-hemisphere盆地。许多动态过程,如跨赤道流,流在海底地形,和流动引起的非均匀混合在深海,使动力情况更复杂。
经向翻转环流在不同坐标
温盐环流,尤其是向极热和淡水传输与经向翻转环流有关,是地球上气候系统的关键组件。raybet雷竞技最新经向翻转环流速度位势高度坐标被广泛用作对温盐环流的强度指数。例如,纬向集成在大西洋经向streamfunction诊断的年平均循环,包括温度、盐度和速度,2007年从苏打(纸箱,Giese 2008)数据如图5.178所示。最重要的特征之一,这一数字是two-cell-structure循环。顺时针的经向环流的上部水柱NADW显然是相关的,这包括北方交通上温水的公里,形成NADW高纬度地区,中期和回流的深度(-3.5公里)。这个相对浅细胞主导的经向环流的一部分;有一次要子午细胞在一个逆时针方向旋转。这个细胞位于低于3.5公里,代表了深推翻AABW北方运输及其相关修改由于混合AABW和NADW之间。
在许多研究中,温盐环流的特点是经向翻转环流速度定义为经向翻转流函数的最大值,从图5.178可以确定。以来,至少有两个颠覆细胞,一个指数,如经向翻转环流速度,循环的描述是不够的。
此外,温盐环流在三维空间是一个复杂的现象。向极热通量由经向翻转环流密切相关的海洋,水平旋转,和其他方面的风力和温盐环流。因此,传统的经向翻转率0 z坐标定义的纬度(0)可能不是最好的指数对气候研究。raybet雷竞技最新卧式风力环流所扮演的角色可以通过其他诊断方法,包括作为本节的第二部分中讨论。
在本节中,我们介绍其他坐标可以用来绘制出温盐环流,如潜在的密度坐标,潜在的温度和盐度。使用这些坐标,在大西洋经向翻转环流诊断从苏打(纸箱和Giese, 2008),可以计算出来;相应的streamfunction地图如图5.178所示。相应的最大颠覆利率在北大西洋北部(30°N和更高版本)在这四个坐标15.0 Sv(在0 z坐标);23.1 Sv(在0-a2坐标,a2是潜在的密度,使用2000分贝作为参考压力);在0 - 29.6 Sv(©坐标,©潜在温度);和18.9 Sv(盐度在0坐标,年代)。
C U - z坐标
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