An Isopycnal Box Model with predictive deep-ocean structure for biogeochemical cycling applications
An Isopycnal Box Model with predictive deep-ocean structure for biogeochemical cycling applications
复制标题
用于生物地球化学循环应用的具有预测深海结构的等密度盒模型
DOI：
10.1016/j.ocemod.2012.04.005
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.2
通讯作者：
Goodwin P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Goodwin P
为了模拟全球海洋生物地球化学示踪剂收支，模型必须准确地确定每个水团的体积和表面来源。在大气环流模式中，水团体积与海洋环流动态地联系在一起，但计算量很大。在计算效率高的箱模型中，水质量体积被简单地规定，并且当循环传输速率或水质量密度受到扰动时不会变化。提出了一种新的计算效率高的等密度箱模型，其中次表层箱体积是从使用温跃层的扩散概念模型的规定的环流内部计算的，其中冷的稠密水的上涌由向下的热扩散平衡。设置地下箱的体积，以使密度分层满足透膜扩散率κd和浮力频率N之间的假设联系：κd=c/（Nα），其中c和α为用户规定的参数。与传统的箱模型不同，等密度箱模型中的次表层海洋箱的体积动态地与环流相关联，并自动响应环流扰动。这种动态的联系允许一个重要方面的海洋生物地球化学循环，以模拟在一个高度计算效率的模型框架。
To simulate global ocean biogeochemical tracer budgets a model must accurately determine both the volume and surface origins of each water-mass. Water-mass volumes are dynamically linked to the ocean circulation in General Circulation Models, but at the cost of high computational load. In computationally efficient Box Models the water-mass volumes are simply prescribed and do not vary when the circulation transport rates or water mass densities are perturbed. A new computationally efficient Isopycnal Box Model is presented in which the sub-surface box volumes are internally calculated from the prescribed circulation using a diffusive conceptual model of the thermocline, in which upwelling of cold dense water is balanced by a downward diffusion of heat. The volumes of the sub-surface boxes are set so that the density stratification satisfies an assumed link between diapycnal diffusivity, κd, and buoyancy frequency, N: κd=c/(Nα), where c and α are user prescribed parameters. In contrast to conventional Box Models, the volumes of the sub-surface ocean boxes in the Isopycnal Box Model are dynamically linked to circulation, and automatically respond to circulation perturbations. This dynamical link allows an important facet of ocean biogeochemical cycling to be simulated in a highly computationally efficient model framework.
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