On dynamically unresolved oceanic mesoscale motions
On dynamically unresolved oceanic mesoscale motions
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关于动态未解决的海洋中尺度运动
DOI：
10.1017/jfm.2021.477
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Berloff P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Berloff P
定义海洋中尺度涡旋的问题仍然普遍未解决，因为没有唯一的本地时空滤波器，可以用于提取的涡旋，它是不清楚的涡旋场的哪一部分不能实际解决，需要在一个粗网格模型参数化。我们建议使用的粗网格模型本身重建动态未解决的涡流，这实际上是现场错误的动态解决，大规模的参考流的顶部。该方法的新颖性和优势在于：（i）不需要时空滤波;（ii）将场误差动态地转化为误差校正强迫;以及（iii）后者精确地增强了粗网格模型解决方案对参考流的影响。实施所提出的方法后，我们研究的字段错误的统计特性，显示其鲁棒性，并揭示其显着差异，从本地过滤的涡流。我们认为，未解决的涡流的动力学影响，最终可以通过模拟场误差和关闭它们的动态解决流参数化。到目前为止，我们的结果仅限于准地转近似，但这作为一个概念的证明和起点，后续扩展到原始方程，这是常规使用的综合海洋环流模式。
The problem of defining oceanic mesoscale eddies remains generally unresolved because there is no unique local spatio-temporal filter that can be used for extracting the eddies, and it is unclear what part of the eddy field cannot be actually resolved and needs to be parameterized in a coarse-grid model. We propose using of the coarse-grid model itself for reconstructing dynamically unresolved eddies, which are actually field errors on the top of the dynamically resolved, large-scale reference flow. The novelties and strengths of the approach are that (i) no spatio-temporal filtering is ever needed, (ii) field errors are dynamically translated into the error-correcting forcing and (iii) the latter exactly augments the coarse-grid model solution towards the reference flow. After implementation of the proposed approach, we study statistical properties of the field errors, show their robustness and reveal their significant differences from the locally filtered eddies. We argue that dynamical effects of unresolved eddies can be ultimately parameterized by emulating field errors and closing them on the dynamically resolved flow. So far, our results are limited to the quasigeostrophic approximation, but this serves as a proof of concept and starting point for the follow-up extension into the primitive equations, which are used routinely in the comprehensive oceanic general circulation models.
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