The Impact of Parameterized Lateral Mixing on the Antarctic Circumpolar Current in a Coupled Climate Model
The Impact of Parameterized Lateral Mixing on the Antarctic Circumpolar Current in a Coupled Climate Model
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耦合气候模型中参数化横向混合对南极绕极流的影响
DOI：
10.1175/jpo-d-19-0249.1
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发表时间：
2020
影响因子：
3.5
通讯作者：
Gnanadesikan, Anand
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ragen, Sarah;Pradal, Marie-Aude;Gnanadesikan, Anand
这项研究考察了改变横向扩散系数对南极绕极流(ACC)输送的影响。横向扩散系数ARedi值的约束性很差，在气候模型中的值在一个数量级范围内。这些模式很难准确模拟ACC，而且在南大洋的东移输送中存在较大的扩散。本文研究了这种扩散在多大程度上可以归因于不同的涡旋参数化系数。用AREDI=4 0 0、80 0、12 0和2 4 0 0m2s−1运行了一个粗分辨率、全耦合的模式组。此外，还用基于卫星测高的混合系数的二维表示进行了两次模拟。与400m2s−1个例相比，2400m2s−1个例表现出：1)平均风应力从50°下降到65°S，2)SO纬向平均东向输送减少20%，3)通过德雷克海峡的输送减弱14%。输送的减少很好地解释了热流切变的变化，这主要是由于ACC北侧的海洋密度增加所致。在中间水域，这些增加与北太平洋中间水域的形成变化有关。我们假设，深层上升与风应力旋度的变化有关，从而允许南极底层水逃逸并向北流动。
This study examines the impact of changing the lateral diffusion coefficientARedion the transport of the Antarctic Circumpolar Current (ACC). The lateral diffusion coefficientARediis poorly constrained, with values ranging across an order of magnitude in climate models. The ACC is difficult to accurately simulate, and there is a large spread in eastward transport in the Southern Ocean (SO) in these models. This paper examines how much of that spread can be attributed to different eddy parameterization coefficients. A coarse-resolution, fully coupled model suite was run withARedi= 400, 800, 1200, and 2400 m2s−1. Additionally, two simulations were run with two-dimensional representations of the mixing coefficient based on satellite altimetry. Relative to the 400 m2s−1case, the 2400 m2s−1case exhibits 1) an 11% decrease in average wind stress from 50° to 65°S, 2) a 20% decrease in zonally averaged eastward transport in the SO, and 3) a 14% weaker transport through the Drake Passage. The decrease in transport is well explained by changes in the thermal current shear, largely due to increases in ocean density occurring on the northern side of the ACC. In intermediate waters these increases are associated with changes in the formation of intermediate waters in the North Pacific. We hypothesize that the deep increases are associated with changes in the wind stress curl allowing Antarctic Bottom Water to escape and flow northward.
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