Identifikation af individuelle atmosfæriske ækvatorialbølger fra et totalt strømningsfelt

På grund af den modsatte lodrette orientering i forhold til planet for Jordens rotation over ækvator fra den sydlige halvkugle til den nordlige halvkugle, ækvator fungerer som en bølgeleder, der huser alle slags atmosfæriske bølger, der forplanter sig langs den vest-østlige retning, som omtales som "ækvatorialbølger". Ækvatorbølger genereres fra rumligt uensartede diabatiske varmefelter, herunder latente varmeafgivelser fra konvektiv storm. Disse ækvatoriale bølger initierer og organiserer igen nye konvektioner, efterhånden som de forplanter sig ud af deres tilblivelsessteder, udløser et nyt sæt ækvatorialbølger, der forplanter sig både østpå og vestpå langs ækvator. Som resultat, Ækvatorbølger spiller en vigtig rolle i organiseringen af ​​cirkulationsforstyrrelser i stor skala og regulering af diabatiske opvarmningsmønstre i stor skala i troperne.

På intrasæsonbestemte tidsskalaer eller længere, Ækvatorbølger spiller en afgørende rolle i adskillige fremtrædende lavfrekvente svingninger, der har vidtrækkende konsekvenser for Jordens globale vejr og klima, inklusive Madden-Julian Oscillationen i den tropiske troposfære, Kvasi-toårig oscillation i den ækvatoriale stratosfære, og El Niño-Sydlige Oscillation over det ækvatoriale Stillehavsbassin.

"Nøjagtigheden af ​​prognoser med udvidet rækkevidde afhænger derfor af den trofaste repræsentation af disse ækvatoriale bølger i numeriske modeller, " forklarer Dr. Ming Cai fra Florida State University, den tilsvarende forfatter til en nyligt offentliggjort undersøgelse i Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber . "Af denne grund, Ækvatorbølger har været et mål for atmosfærisk forskning i mange årtier."

Artiklen præsenterer en metode til at identificere individuelle ækvatorialbølger i vind- og geopotentielle højdefelter ved hjælp af horisontale bølgestrukturer afledt af klassisk ækvatorialbølgeteori. Denne tilgang, den ækvatoriale bølgeudvidelse af øjeblikkelige strømme (EWEIF), nedbryder øjeblikkelige strømningsfelter i dets konstituerende ækvatorialbølger.

Ifølge Dr. Cory Barton, undersøgelsens første forfatter, fordelen ved at bruge EWEIF frem for en traditionel spektralanalyseteknik er dens primære styrke; nemlig at nedbrydningen kun kræver et enkelt øjebliksbillede af den atmosfæriske tilstand uden brug af tidsmæssig eller rumlig filtrering a priori. Anvendelse af EWEIF-analyse på strømningsfelter på forskellige tidspunkter kan bruges til at opnå de tidsmæssige og rumlige udviklingskarakteristika for ækvatorialbølger, inklusive deres indvielser, udbredelse, og amplitudesvingninger, samt deres interaktioner med tropiske konvektioner og stadigt skiftende baggrundsflow.

"Sammen med at validere nuværende teorier for vejr- og klimavariabilitet, EWEIF giver os mulighed for at behandle flere relevante spørgsmål vedrørende konfigurationen og styrken af ​​bølgespektret, bølgernes udvikling fra genesis til brydning, og deres interaktioner med baggrundsstrømmen, " Dr. Barton konkluderer. "At besvare disse spørgsmål har potentialet til at fremme ikke kun vores forståelse af troperne, men også vores forudsigelsesevne for den globale atmosfære."

Undersøgelsen er publiceret i Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber .