Mischung und Grundstromanregung durch propagierende Trägheitswellen: Theorie, Experiment und Simulation

Die großskalige Zirkulation der Atmosphäre und der Ozeane wind von einer Vielzahl von Prozessen organisiert。Ein whichtiger Teil dieser Organisation and von Wellen bewerkstelligt, die impulse transportieren and local and die Umgebung abgeben können。因此，entstehen wellengetriebene langsam variierende mittlere Strömungen (Grundströmungen genannt), die sowohl f<e:1> - r Wetter- und Klimaprozesse，也为die Dynamik der Ozeane eine herausrgengene Rolle spielen。Das hier vorgestellte interdisziplinär angelegte project将zum Verständnis wellengetriiebener Grundströme der äquatorialen Stratosphäre（准两年一次振荡，kurz QBO）和der ozeanischen äquatorialen Tiefenströme（赤道深层喷流，kurz EDJs） beitragen。劳动与计算机实验研究中心（深圳）有限公司（深圳）。在der地球物理，kalischen流体动力学，spielt, die, Rotation， der Erde和damit verbundene Trägheitsbewegungen eine whichtige Rolle。[参考文献][j] .地球物理学报（自然科学版）。科学。[j] .光子学报，35,217-229)。实验模具Trägheitwellen， welche durch eine zeitlich modulerte Rotation angeregte werden können。Die Sensitivität von wellengetriiebenen Grundströmen gegen<e:1> (Verhältnis aus Viskosität des Fluids und Winkelgeschwindigkeit des Zylinders) ist von besonderem Interesse。Wir wollen klären， ob bei großer Ekmanzahl eine耗散grundstrom - well - wehselwirkung wie bei dem “ klassischen ”夜-rotierenden QBO-Experiment zu beachten ist。Wir wollen zudem prefen, ob bei kleiner Ekmanzahl and der daraus resultierenden Entwicklung internner Grenzschichten eine Grundströmung angeregent wind and wennja， ob die Strömungsmuster qualitative anders sind也berder dispativen wehselwirkung。实验室实验风场、理论分析与hochauflösenden数值模拟。模具数值模拟技术研究与应用Löser hoher Ordnung durchgef<s:1> hrt, der urspr<s:1> nglich f<e:1>, r Die turbulenforschung entwickelt wurde。“数学实验”与“数学实验”之间的关系。[1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [2] [1] [1]

Die großskalige Zirkulation der Atmosphäre und der Ozeane wird von einer Vielzahl von Prozessen organisiert. Ein wichtiger Teil dieser Organisation wird von Wellen bewerkstelligt, die Impuls transportieren und lokal an die Umgebung abgeben können. So entstehen wellengetriebene langsam variierende mittlere Strömungen (Grundströmungen genannt), die sowohl für Wetter- und Klimaprozesse, als auch für die Dynamik der Ozeane eine herausragende Rolle spielen.Das hier vorgestellte interdisziplinär angelegte Projekt will zum Verständnis wellengetriebener Grundströme der äquatorialen Stratosphäre (quasi-biennial oscillation, kurz QBO) und der ozeanischen äquatorialen Tiefenströme (equatorial deep jets, kurz EDJs) beitragen. Im Zentrum des Vorhabens stehen Labor- und Computerexperimente mit einem flüssigkeitsgefüllten rotierenden Zylinderspalt. In der geophysikalischen Hydrodynamik spielt die Rotation der Erde und damit verbundene Trägheitsbewegungen eine wichtige Rolle. Daher soll bei unserem Experiment der Rotation der Flüssigkeit die dominante Rolle bei der Grundstromanregung zukommen und nicht, wie im “klassischen” QBO-Experiment von Plumb und McEwan (J. Atmos. Sci., 35, 217-229), der Schichtung der Flüssigkeit. Die Rolle der Schwerewellen übernehmen in unserem Experiment die Trägheitwellen, welche durch eine zeitlich modulierte Rotation angeregt werden können.Die Sensitivität von wellengetriebenen Grundströmen gegenüber einer Variation der Ekmanzahl (Verhältnis aus Viskosität des Fluids und Winkelgeschwindigkeit des Zylinders) ist von besonderem Interesse. Wir wollen klären, ob bei großer Ekmanzahl eine dissipative Grundstrom-Welle-Wechselwirkung wie bei dem “klassischen” nicht-rotierenden QBO-Experiment zu beobachten ist. Wir wollen zudem prüfen, ob bei kleiner Ekmanzahl und der daraus resultierenden Entwicklung interner Grenzschichten eine Grundströmung angeregt wird und wenn ja, ob die Strömungsmuster qualitativ anders sind als bei der dissipativen Wechselwirkung.Das Laborexperiment wird begleitet von einer theoretischen Analyse und hochauflösenden numerischen Simulationen. Die numerischen Simulationen werden mit einem Löser hoher Ordnung durchgeführt, der ursprünglich für die Turbulenzforschung entwickelt wurde. Eine große Anzahl von numerischen “Experimenten” mit unterschiedlicher Ekmanzahl ist durchführbar. Darüber hinaus liefert eine hohe räumliche Auflösung einen Einblick in die Feinstruktur von internen Grenzschichten und deren zeitlicher Entwicklung, der experimentell nicht möglich ist.