拉格朗日扩散的新定义及其在全球海洋不可逆混合中的诊断应用

批准号:
41976023
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
钱钰坤
依托单位:
学科分类:
物理海洋学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
钱钰坤
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中文摘要
不可逆混合扩散是引起海洋水团变性、维持大洋经向翻转环流、影响海洋气候数值模拟的关键物理过程。尽管当前有许多涡致扩散定义和诊断方法,但不同方法所得结果不仅差异较大,也无法反映局地瞬时的不可逆混合过程,因而为混合参数化方案带来巨大不确定性。对此本项目在“等值线”坐标空间框架下提出一种新的拉格朗日扩散定义,尝试将拉格朗日扩散和有效扩散这两种常用的扩散定义从理论上统一起来,以澄清目前物理海洋界对这两种定义理解和认识上的误区,减少不同定义之间的理论和计算差异。由于新定义直接将涡致扩散与分子扩散联系起来,能清楚地反映涡旋引起的不可逆混合过程,并给出局地的、瞬时的混合扩散分布,因而克服了传统扩散诊断量的不足。基于新的扩散定义,本项目拟进一步利用真实海洋观测资料对全球大洋不可逆混合的时空分布特征进行诊断分析,建立一套准确合理的不可逆混合参数化新方案,为提高我国海洋数值模拟和预测水平提供理论支持。
英文摘要
Irreversible mixing is a key process for the transformation of water mass and the maintenance of the global meridional overturning circulation. It also affects the numerical simulation of the ocean climate. Although there are many mixing diagnostics, estimates from different diagnostics generally result in different magnitudes and patterns. Besides, there is no clear way to demonstrate local instantaneous irreversible mixing. The present project proposes a new definition of Lagrangian diffusivity in the framework of ‘contour-based’ coordinates, and tries to unify the Lagrangian diffusivity and effective diffusivity, which are two commonly used diagnostics, on a theoretical foundation. The unification of the two diffusivities could help to clarify the misunderstandings of the two diagnostics in the community. Using the new definition, Lagrangian diffusivity can be directly linked to small-scale molecular diffusivity and thus is regarded as a robust diagnostic for local instantaneous irreversible mixing, which is generally impossible for other diagnostics. This new definition is then applied to diagnose mixing and diffusion over the global ocean, with the aim at revealing the full temporal and spatial variations of irreversible mixing. A new parameterization scheme will be developed based on the new diagnostic, which eventually provides theoretical supports for improving oceanic simulation and prediction.
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DOI:--
发表时间:2024
期刊:热带海洋学报
影响因子:--
作者:钱钰坤;刘统亚;张华;彭世球
通讯作者:彭世球
DOI:10.1016/j.pocean.2023.102972
发表时间:2023-01
期刊:Progress in Oceanography
影响因子:4.1
作者:Hua Zhang;Yu‐Kun Qian;Xixi Wen;S. Peng
通讯作者:Hua Zhang;Yu‐Kun Qian;Xixi Wen;S. Peng
DOI:10.21105/joss.05510
发表时间:2023-09
期刊:J. Open Source Softw.
影响因子:--
作者:Yu-Kun Qian
通讯作者:Yu-Kun Qian
Diversity in Vertical Structures of Internal Tide Dissipation Rate Around the Indonesian Throughflow Exits Simulated by a High-Resolution Nonhydrostatic Model
高分辨率非静水模型模拟印度尼西亚通流出口周围内潮消散率垂直结构的多样性
DOI:10.1029/2021gl092706
发表时间:2021
期刊:Geophysical Research Letters
影响因子:5.2
作者:Xixi Wen;Shiqiu Peng;Yu-Kun Qian;Yineng Li
通讯作者:Yineng Li
DOI:10.1029/2021gl095124
发表时间:2022-02
期刊:Geophysical Research Letters
影响因子:5.2
作者:Wei Wu;Yan Du;Yu‐Kun Qian;Ju Chen;Xingwei Jiang
通讯作者:Wei Wu;Yan Du;Yu‐Kun Qian;Ju Chen;Xingwei Jiang
有效位能的新定义及其在南大洋能量循环中的应用
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:钱钰坤
- 依托单位:
拉格朗日视角下南大洋经向翻转环流的全型平衡动力学研究
- 批准号:42376028
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:钱钰坤
- 依托单位:
全球大洋不可逆混合的时空变化特征及其与海洋环流的关系
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:钱钰坤
- 依托单位:
西北太平洋地区对流层高层环境流场对热带气旋强度变化的影响
- 批准号:41205032
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:钱钰坤
- 依托单位:
国内基金
海外基金
