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《大洋環(huán)流和海氣相互作用的數(shù)值模擬9》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第二講風(fēng)生環(huán)流的Sverdrup理論張學(xué)洪(zxh@lasg.iap.ac.cn)13579111315171915793AtmosphereOcean.008916123Land.074074.188615.336077.500000.663923.811385.925926.991084500680900257512518025536011601455177521152475285032353625401544054800SeaIceSunLASG全球海洋-大氣-陸面（GOALS）耦合模式熱量水分動(dòng)量BarotropicStream-functionΨ(x,y)Thermohal
2、ineforcingonlyWindandthermohalineforcingBarotropicstreamfunction(England,1993)ACCKuroshio·模式試驗(yàn)的結(jié)果表明：對(duì)于正壓流來說，風(fēng)應(yīng)力的貢獻(xiàn)是最主要的；‘熱鹽強(qiáng)迫’的貢獻(xiàn)是次要的、選擇性的?！つＪ皆囼?yàn)是深入‘了解’研究對(duì)象的重要手段。小結(jié)GFDLOGCM(GeophysicalFluidDynamicsLab.)Bryan(1969)—海洋模式設(shè)計(jì)Cox(1984)—向量化版本Pacanowski(1991)—MOM問題：風(fēng)能夠在何種程度上決定海洋環(huán)流？“Wind-DrivenCirculatio
3、nisthecirculationintheupperkilometeroftheoceanforcedbythewind.Thecirculationcanbecausedbylocalwindsorbywindsinotherregions.”（Stewart,2004）1.風(fēng)的強(qiáng)迫作用是如何傳遞到較深層海洋的？2.為什么要特別指出風(fēng)的強(qiáng)迫作用包括局地的和非局地的兩個(gè)方面？?Sverdrup模型和Ekman模型?Ekmantransport/pumping?Sverdrupbalance/transport?風(fēng)生洋流的東西向分量?風(fēng)應(yīng)力旋度激發(fā)的Rossby波Mass/Volum
4、etransportUnit:Sverdrup1Sv=106m3s-1定常風(fēng)生環(huán)流的機(jī)理動(dòng)量方程(x方向)fvg-fug?遠(yuǎn)離西邊界—水平粘性項(xiàng)可以忽略；?定常流—忽略局地變化項(xiàng)；水平均一—忽略平流項(xiàng)；?存在‘無運(yùn)動(dòng)深度’D0.Sverdrup模型Ekman模型適用范圍:海表邊界層Z=0Z=-DEZ=-D0Ekmanlayer風(fēng)生環(huán)流層壓力梯度不可忽略!EkmantransportandEkmanpumpingEkman層方程和邊界條件AtmosphereOcean(vg=0)海洋Ekman層的解海洋Ekman層的解Ekmanlayercurrents(N.H.)DEEkmanvol
5、umetransport北半球的Ekmantransport?VEFromStewart(2004)小結(jié)：EkmanlayerEkmanlayer是風(fēng)應(yīng)力直接影響的海表邊界層，其中垂直粘性力和科氏力起主要作用.Ekmanlayer的輸送和風(fēng)向垂直，在北半球指向風(fēng)的右側(cè).Ekmanlayer中洋流的速度隨深度呈指數(shù)衰減.問題：風(fēng)應(yīng)力的非均勻分布會(huì)產(chǎn)生什么影響？Fig.4.1.IllustrationofEkmantransportandEkmanpumping,basedontheeasternPacificOcean.(FromTomczak&Godfrey,2001)τxVEEkm
6、an層的垂直運(yùn)動(dòng)EkmanpumpingwG是Ekmanpumping產(chǎn)生的垂直速度，反映了Ekmanlayer的輻合輻散對(duì)下層環(huán)流的驅(qū)動(dòng)作用。Sverdrup模型適用范圍:海表—無運(yùn)動(dòng)層Z=0Z=-DEZ=-D0Ekmanlayer風(fēng)生環(huán)流層這里的運(yùn)動(dòng)是如何產(chǎn)生的?Z=0Z=-DEZ=-D0Curlτ>0？SverdrupbalanceandSverdruptransport位渦守恒→SverdrupbalanceEkman層以下的地轉(zhuǎn)經(jīng)向輸送Sverdrupbalance/transportSverdrupbalance有多種表示Z=0Z=-DEZ=-D0Curlτ>0VG小結(jié):
7、Sverdrupbalance/transportEkman層以下的水體通過南北向移動(dòng)改變它的行星渦度，以平衡Ekmanpumping引起的位渦度變化.“風(fēng)生環(huán)流層”的水體通過向極地(或赤道)方向的移動(dòng)，將風(fēng)應(yīng)力提供的渦度源(或匯)轉(zhuǎn)化為水體行星渦度的增加(或減小).怎樣解釋逆風(fēng)而動(dòng)的北赤道逆流？可歸結(jié)為：已知南北向分量求解東西向分量觀測(cè)表明熱帶海區(qū)以緯向風(fēng)為主，故風(fēng)應(yīng)力旋度取決于緯向風(fēng)切變。xx=0x=XNECC風(fēng)應(yīng)力旋度激發(fā)的非頻散Rossby波自由波
