Numerische Studie zur Strömungsdynamik des äußeren Erdkerns

地球外核流动动力学的数值研究

• 批准号: 5450589
• 负责人: Professor Dr. Ulrich Hansen
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Geophysik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5450589?language=en
• 关键词: Numerische; Studie; zur; Str; mungsdynamik

Es herrscht allgemein die Vorstellung, dass das Magnetfeld der Erde im Wesentlichen durch Strömungen im äußeren Erdkern über den Dynamoprozess erzeugt wird. Man vermutet, dass hauptsächlich thermischer und chemischer Auftrieb, begründet in dem Ausfrieren des Kerns, diese Konvektionsströmungen erzeugen. In den letzten Jahren wurden erfolgreich Computermodelle entwickelt, die selbstkonsistent einen Dynamoprozess simulieren können. Dabei hat man sich in der Regel auf die Frage konzentriert, wie gut diese Modelle das Magnetfeld der Erde repräsentieren. Es zeigte sich, dass bei geeigneter Parameterwahl die Modelle für den Außenraum ein Magnetfeld simulieren, das in einigen Aspekten dem der Erde erstaunlich nahe kommt. Bisher ist man jedoch noch weit davon entfernt, mit diesen Modellen in für die Erde realistische Parameterbereiche vorzudringen und eine für den äußeren Erdkern realistische Strömungsdynamik zu simulieren. Zudem wurde in all diesen Modellen bisher nur eine Antriebskomponente betrachtet. Parameterstudien haben jedoch gezeigt, dass das Strömungsverhalten und der Dynamoprozess stark von der Grösse der Diffusivität der antreibenden Komponente abhängen. Für Konvektionsströmungen im Erdkern kann man annehmen, dass die Diffusivität der thermischen Komponente die der chemische Komponente um mehrere Größenordnungen übersteigt. Aus diesem Grund beabsichtigen wir nun, uns dem Geodynamoproblem von einer anderen Seite zu nähern indem wir die Magnetfeldproblematik außen vor lassen und uns mehr auf die strömungsdynamischen Prozesse konzentrieren: In einem numerischen Modell sollen beide Antriebsmechanismen einbezogen und thermisch-chemische Konvektion in einer stark rotierenden Kugelschale im Hinblick auf Strömungsprozesse im Erdkern untersucht werden. Ziel ist es, dabei einen besseren Einblick in die Strömungsvorgänge und den Dynamoprozess im Erdkern zu bekommen.

这是一个非常重要的问题，因为西方的Erde磁场是通过发电机中的Erdkern的Strömungen产生的。人们用科恩斯的辅助加热器和化学辅助加热器来加热，这种加热器被加热了。在过去的几年里，计算机模型的发展，使自适应的发电机模拟过程得以实现。大北人在规则上对法国人有利，就像这个模型对地球磁场的代表性一样。这是因为，在一个模拟磁场的空间模型中，参数的设定是非常重要的。Bisher ist man jedoch weit davon entfernt，mit diesen Modellen in für die realistische Parameterbereiche vorzudringen und eine für den äußeren Erdkern realistische Strömungsdynamik zu simulieren.所有的模特都只穿一件内衣。参数研究表明，由于前向元件的扩散作用，动力学过程和动力学过程都很明显。对于Erdkern中的Konvektionsströmungen，可以通过化学成分的热扩散来获得更大的热稳定性。从这个角度来看，我们的地球动力学问题是由一个或多个不同的阶段组成的，因此我们可以把地磁场问题看作是一个复杂的问题，而我们梅尔更多地关注这个强动力学过程：在一个数值模型中，一个完全旋转的Kugelschale在一个韦尔登的强动力学过程中的热化学和热化学转化是一个很好的解决办法。这是一个很好的例子，在Strömungsvorgänge和发电机过程中使用了一个很好的Einblick。