Neues Diagnose-Framework bietet Einblicke in den Ozeanwirbeltransport

Wissenschaftler des Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben ein neues diagnostisches Rahmenwerk entwickelt, um den komplizierten isoneutralen mesoskaligen Wirbeltransport im Ozean im riesigen Südpolarmeer besser zu verstehen und zu analysieren.

Die Studie wurde veröffentlichtim Journal of Advances in Modeling Earth Systems.

Mesoskalige Wirbel, die den größten Teil der kinetischen Energie des Ozeans enthalten, beeinflussen den Materialtransport im Ozean, das Impulsbudget und Wechselwirkungen mit der großräumigen und submesoskaligen Ozeanzirkulation.

Die Studie bietet eine differenziertere Perspektive auf die Transportdynamik des Wirbelpotentialvorticity (PV). „In diesem neuen Rahmen führen wir die Leonard-Zerlegung in Simulationen großer Wirbel und die stationär-transiente Zerlegung ein, um ein ganzheitlicheres Bild des Transports durch Meereswirbel zu erstellen“, sagte Jingwei Xie, Doktorandin am IAP und Erstautorin der Studie.

Die Large-Eddy-Simulation (LES) wurde ursprünglich in den 1960er Jahren für atmosphärische Strömungen vorgeschlagen und hat sich zu einer vielversprechenden und erfolgreichen Methode zur Simulation turbulenter Strömungen entwickelt, insbesondere wenn sie in die großräumige Ozeanmodellierung integriert wird. Diese Forschung stellt auch mehrere LES-Konzepte vor, in der Hoffnung, jede mögliche Ozeanmodellierung und Parametrisierung aufzuklären.

Die Forscher wandten ihre Diagnosemethode auf realistische Modelldaten des Südpolarmeeres an und untersuchten den Wirbeltransport hinsichtlich Skalenabhängigkeit, potentieller Enstrophie und Anisotropie. „Durch die systematische Untersuchung der multiskaligen dynamischen Eigenschaften des verallgemeinerten Wirbel-PV-Flusses und seines entsprechenden PV-Transporttensors könnte unsere Studie theoretische Unterstützung für jede mögliche Parametrisierung liefern“, sagte Xie.

Auch wenn der diagnostische Rahmen hochtechnisch erscheinen mag, kann seine geeignete Anwendung dazu beitragen, Wissenslücken zwischen Ozeandynamik und Ozeanmodellierung zu schließen.

– Diese Pressemitteilung wurde ursprünglich auf der Website des Instituts für Atmosphärenphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veröffentlicht