В среду 5 марта 2025 г. в 15:00, в Малом конференц-зале ИО РАН (возможно онлайн подключение) - семинар Лаборатории морских течений под руководством чл.-корр. РАН Жмура В.В.
Повестка дня:
Доклад:
- Каменкович И.В., Берлов П.С., Lu Yueyang.
Свойства переноса океанических примесей синоптическими вихрями.
Докладчики:
- Каменкович Игорь Владимирович, профессор, заведующий кафедрой наук об океане Университета Майами (США).
- Берлов Павел Сергеевич, профессор Имперского Колледжа Лондона (Великобритания).
- Yueyang Lu, постдокторант Университета Штата Флорида (США).
Аннотация:
Перемешивание воды синоптическими течениями («вихрями») способствует крупномасштабному переносу океанических примесей, играя ключевую роль в динамических и биохимических процессах Мирового океана. Традиционно считается, что соответствующие турбулентные потоки пропорциональны крупномасштабному градиенту концентрации примесей, что позволяет определить характерную для данного потока турбулентную («вихревую») диффузию. Эта концепция широко используется как для описания таких переносов в реальном океане, так и для их параметризации в климатических моделях, разрешающих синоптический масштаб. Мы представляем серию результатов компьютерного моделирования, выявляющих сложные свойства соответствующего тензора коэффициентов турбулентной диффузии и предлагаем новый метод моделирования вихревого переноса, основанный на адвекции.
В первой работе рассматриваются анизотропные свойства турбулентного (вихревого) переноса в идеализированной модели общей циркуляции Северной Атлантики, а также в данных, полученных на основе спутниковой альтиметрии поверхности океана. Вихревой перенос характеризуется высокой пространственной изменчивостью и выраженной анизотропией, то есть наличием преимущественного направления максимального переноса. Одним из ключевых компонентов нестационарного течения являются вытянутые зонально крупномасштабные аномалии, которые играют особенно важную роль в формировании анизотропии, поскольку соответствуют преимущественно зональному переносу свойств.
Вторая работа использует реалистичную численную модель общей циркуляции Атлантики для исследования свойств тензора коэффициентов турбулентной диффузии. Два ключевых свойства заслуживают особого внимания. Во-первых, положительные собственные значения тензора в одном направлении зачастую сопровождаются отрицательными в перпендикулярном, что приводит к вытягиванию и филаментации аномалий концентрации. Во-вторых, значения диффузии существенно зависят от выбора пары примесей и, следовательно, не определяются однозначно только потоком. Эти свойства, вместе с сильной пространственной и временной изменчивостью диффузии, ставят под сомнение применимость концепции диффузии для параметризации вихревого перемешивания.
Наконец, используя высокоразрешающую модель циркуляции Гольфстрима, мы пересматриваем соотношение между потоком и градиентом, предлагая альтернативный подход, моделирующий локальное воздействие вихрей как комбинацию диффузии и обобщенной вихревой адвекции. Этот метод точнее описывает вихревое перемешивание и дисперсию, снижает зависимость параметров от выбора примесей и улучшает численную устойчивость. Наши результаты указывают на перспективные пути совершенствования традиционных параметризаций турбулентного переноса.
Литература:
- Lu, Y., I. Kamenkovich and P. Berloff, 2022: "Properties of the lateral mesoscale eddy-induced transport in a high-resolution ocean model: Beyond the flux-gradient relation", J. Phys. Oceanogr., 52, 3273– 3295, https://doi.org/10.1175/JPO-D-22-0108.1
- Kamenkovich, I., P. Berloff, M. Haigh, L. Sun, and Y. Lu, 2021: "Complexity of Mesoscale Eddy Diffusivity in the Ocean", Geophys. Res. Lett., 48, https://doi.org/10.1029/2020GL091719
- Kamenkovich, I., I. Rypina, and P. Berloff, 2015: "Properties and origins of the anisotropic eddy-induced transport in the North Atlantic", J. Phys. Oceanogr., 45, 778-791, https://doi.org/10.1175/JPO-D-14-0164.1
Семинар будет проводиться в очно-удалённом режиме.
Для подключения к «Семинару» – ссылка для входа: https://meet.ocean.ru/b/233-atv-fdr
