Models of sub-grid scale turbulence in the Earth's core and the geodynamo

地核和地球发电机中的次网格尺度湍流模型

基本信息

  • 批准号:
    0509893
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.62万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-07-01 至 2007-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Numerical models of the geodynamo have become an increasingly important tool for studying the dynamics of the Earth's core. These models have successfully reproduced important features of the Earth's magnetic field, including the dipole dominance and the episodic reversal of polarity. However, it is generally acknowledged that the models are unrealistic in many respects. All of the current models use physical parameters that are very far from Earth-like values. As a consequence, the nature of the dynamics is altered and the potential to address important geophysical questions is limited. We propose a 2-year study to improve the reliability of numerical geodynamo models by making two important departures from current approaches. First, we will employ a finite-element method, which is better suited to parallel computing than conventional spectral methods. Second, we will develop a more sophisticated method for dealing with the effects of unresolved turbulence, based on the scale-similarity model. These models will be developed and tested initially in a plane-layer dynamo model for computational efficiency. However, we plan to adapt the model geometry to the more relevant case of a spherical shell by the end of Year 1.Observations of the geomagnetic field provide a unique probe of the Earth's interior. Even the persistence of the field depends on the nature of convection in the mantle and, possibly, on the existence of plate tectonics at the surface. Better models for the geodynamo are needed to interpret the geological record and to better understand the evolutionary path that brought the Earth to its current state. The development of new research tools will open new lines of inquiry that are not currently possible.
地球发电机的数值模型已经成为研究地核动力学的一个越来越重要的工具。 这些模型成功地再现了地球磁场的重要特征,包括偶极优势和极性的幕式反转。然而,人们普遍承认,这些模式在许多方面是不现实的。目前所有的模型使用的物理参数都与类似地球的值相差甚远。因此,动力学的性质被改变,解决重要地球物理问题的潜力受到限制。 我们提出了一个为期2年的研究,以提高数值地球发电机模型的可靠性,使两个重要的偏离目前的方法。首先,我们将采用有限元方法,这是更适合于并行计算比传统的谱方法。其次,我们将发展一个更复杂的方法来处理未解决的湍流的影响,基于尺度相似模型。 为了提高计算效率,这些模型最初将在平面层发电机模型中进行开发和测试。然而,我们计划在第一年年底之前将模型几何结构调整到更相关的球壳情况。地磁场的观测提供了对地球内部的独特探测。甚至磁场的持久性也取决于地幔中对流的性质,可能还取决于地表板块构造的存在。需要更好的地球发电机模型来解释地质记录,并更好地理解将地球带到当前状态的进化路径。新的研究工具的开发将开辟目前不可能的新的调查途径。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Bruce Buffett其他文献

Role reversal in geomagnetism
地磁场中的角色反转
  • DOI:
    10.1038/44724
  • 发表时间:
    1999-10-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Bruce Buffett
  • 通讯作者:
    Bruce Buffett
Role reversal in geomagnetism
地磁场中的角色反转
  • DOI:
    10.1038/44724
  • 发表时间:
    1999-10-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Bruce Buffett
  • 通讯作者:
    Bruce Buffett
A matter of boundaries
界限问题
  • DOI:
    10.1038/ngeo673
  • 发表时间:
    2009-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.100
  • 作者:
    Bruce Buffett
  • 通讯作者:
    Bruce Buffett
A deep foundry
一家深度铸造厂
  • DOI:
    10.1038/473292a
  • 发表时间:
    2011-05-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Bruce Buffett
  • 通讯作者:
    Bruce Buffett
Geomagnetism under scrutiny
地磁场正在受到审查
  • DOI:
    10.1038/485319a
  • 发表时间:
    2012-05-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Bruce Buffett
  • 通讯作者:
    Bruce Buffett

Bruce Buffett的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Bruce Buffett', 18)}}的其他基金

NSF-SNSF: Dynamics of the Earth's core under the plesio-geostrophy paradigm
NSF-SNSF:准地转范式下的地核动力学
  • 批准号:
    2401254
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Data-driven detection of waves in Earth's core and geophysical interpretation
数据驱动的地核波探测和地球物理解释
  • 批准号:
    2214244
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSEDI Collaborative Research: The Origins and Implications of Inner Core Seismic Anisotropy
CSEDI合作研究:内核地震各向异性的起源和意义
  • 批准号:
    2054964
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Cooperative Institute for Dynamic Earth Research: Fluid and Magma Transport at Plate Boundaries
动态地球研究合作研究所:板块边界的流体和岩浆输送
  • 批准号:
    2025195
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Detecting and Inverting Magnetic Waves for the Structure and Dynamics of Earth's Core
探测和反演磁波以了解地核的结构和动力学
  • 批准号:
    1915807
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Cooperative Institute for Dynamic Earth Research
动力地球研究所合作研究所
  • 批准号:
    1903727
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Cooperative Institute for Dynamic Earth Research
动力地球研究所合作研究所
  • 批准号:
    1664595
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Interpreting the Paleomagnetic Field Using Stochastic Models
使用随机模型解释古磁场
  • 批准号:
    1644644
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Geomagnetic Signals from the Earth's Core: Searching for Evidence of Waves and Stable Stratification
来自地核的地磁信号:寻找波和稳定层结的证据
  • 批准号:
    1430526
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Integrated Models of Mantle Convection and True Polar Wander, and the Structure of the Earth's Deep Interior
地幔对流和真实极地漂移的综合模型以及地球深层内部结构
  • 批准号:
    1246670
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于光子集成芯片的新体制Sub-THz波段超宽带相控阵收发信机及其关键技术研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
靶向Sub-LBP的新型雄激素受体拮抗剂的发现及其抗前列腺癌活性研究
  • 批准号:
    82304381
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SDSS宽发射线活动星系核中基于光谱及光学准周期光变对sub-pc双黑洞系统的研究
  • 批准号:
    12373014
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Sub1/MIF信号调控B细胞介导心脏成纤维细胞活化的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
sub-7GHz频段全覆盖硅基低功耗有源准环形器的隔离度、带宽、噪声、线性度性能提升技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SUB1调控Treg细胞异质性分化及功能特化的作用与机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Sub-6G频段无线信道参数获取与特征分析理论及方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
具有滤波功能的Sub 6GHz 跨频段MIMO天线阵的研究
  • 批准号:
    2020A151501442
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于滤波天线单元的Sub 6GHz跨频段移动终端MIMO天线阵的研究
  • 批准号:
    61901126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
类淀粉蛋白诱导高活性一维亚纳米(sub-1 nm) 铂基合金的合成、生长机理及电催化性能
  • 批准号:
    21875205
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Parameterizing sub-grid Arctic snow-on-sea-ice processes in Earth System Models using MOSAiC field observations and realistic-resolution process models.
使用 MOSAiC 现场观测和现实分辨率过程模型对地球系统模型中的子网格北极海冰雪过程进行参数化。
  • 批准号:
    1820927
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Representing sub-grid scale surface variability in mesoscale models: urban vegetation
表示中尺度模型中的子网格尺度表面变化:城市植被
  • 批准号:
    334260-2006
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Representing sub-grid scale surface variability in mesoscale models: urban vegetation
表示中尺度模型中的子网格尺度表面变化:城市植被
  • 批准号:
    334260-2006
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
CMG Research: Collaborative Research on Models of Sub-Grid Scale Turbulence in Earth's Core and the Geodynamo
CMG 研究:地核次网格尺度湍流模型和地球发电机的合作研究
  • 批准号:
    0222205
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CMG Research: Collaborative Research: Models of Sub-Grid Scale Turbulence in Earth's Core and the Geodynamo
CMG 研究:协作研究:地核和地球发电机中的次网格尺度湍流模型
  • 批准号:
    0221941
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CMG Research: Collaborative Research: Models of Sub-Grid Scale Turbulence in Earth's Core and the Geodynamo
CMG 研究:协作研究:地核和地球发电机中的次网格尺度湍流模型
  • 批准号:
    0222334
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Improving Parameterizations in Climate Models of Sub-Grid-Scale Processes in the Upper-Ocean Waters of the Arctic using SHEBA Data
使用 SHEBA 数据改进北极上层海洋水域次网格尺度过程气候模型的参数化
  • 批准号:
    0084286
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Studies of Sub-Grid-Scale Phenomena and the Inclusion of Their Effects in Numerical Prediction Models
亚网格尺度现象及其在数值预测模型中的影响研究
  • 批准号:
    7924544
  • 财政年份:
    1980
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Sub-Grid-Scale Phenomena and Numerical Prediction Models
次网格尺度现象和数值预测模型
  • 批准号:
    7682061
  • 财政年份:
    1977
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Sub-Grid-Scale Phenomena and the Inclusion of Their Effects In Numerical Prediction Models
亚网格尺度现象及其在数值预测模型中的影响
  • 批准号:
    7424132
  • 财政年份:
    1974
  • 资助金额:
    $ 12.62万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了