An Eulerian model for sea spray transport and evaporation
An Eulerian model for sea spray transport and evaporation
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海雾传输和蒸发的欧拉模型
DOI：
10.1017/jfm.2020.314
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发表时间：
2020
影响因子：
3.7
通讯作者：
Mieussens, Luc
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Veron, Fabrice;Mieussens, Luc
对海气界面动量、热量和湿度通量的可靠估计对于准确的长期气候预测以及热带气旋等短期天气事件的预测至关重要。近年来，有人建议，这些估计需要纳入对大气边界层内海浪输送以及水滴引起的动量、热量和水分通量的准确描述，以便评估由此产生的对大气流动的影响。在本文中，我们提出了一个基于受动力学气体理论启发的理论和数学框架的模型。这种方法将喷雾传输的拉格朗日性质与大气的欧拉描述相协调。反过来，这使得能够相对直接地包含喷雾通量以及由此产生的喷雾对大气流的影响。全面的尺寸分析使我们确定了最有可能影响气流速度、温度和湿度的喷雾效果。我们还提供了一个示例应用程序来说明该模型在特定环境条件下的功能。最后对今后的工作提出了建议。
Reliable estimates of the fluxes of momentum, heat and moisture at the air–sea interface are essential for accurate long-term climate projections, as well as the prediction of short-term weather events such as tropical cyclones. In recent years, it has been suggested that these estimates need to incorporate an accurate description of the transport of sea spray within the atmospheric boundary layer and the drop-induced fluxes of momentum, heat and moisture, so that the resulting effects on atmospheric flow can be evaluated. In this paper we propose a model based on a theoretical and mathematical framework inspired from kinetic gas theory. This approach reconciles the Lagrangian nature of spray transport with the Eulerian description of the atmosphere. In turn, this enables a relatively straightforward inclusion of the spray fluxes and the resulting spray effects on the atmospheric flow. A comprehensive dimensional analysis has led us to identify the spray effects that are most likely to influence the speed, temperature and moisture of the airflow. We also provide an example application to illustrate the capabilities of the model in specific environmental conditions. Finally, suggestions for future work are offered.
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