Simulerede havstrukturer i mesoskala inducerer interaktion mellem luft og hav

Mesoskalaaktiviteterne (eller mesoskalastrukturer) i havet besidder enorm energi. Sådanne strukturer (inklusive oceaniske fronter og hvirvler) kan fremkalde mesoskala luft-hav-interaktion (MASI) og derefter i høj grad påvirke oceanisk cirkulation. MASI adskiller sig fra interaktion i stor skala, hovedsageligt med hensyn til atmosfærisk forcering, og det kan afsløres ved højopløselige observationer og simuleringer.

"Mesoskala luft-hav interaktion kan ikke kun påvirke de atmosfæriske processer i grænselaget, men også skyen og nedbøren. Derudover det kan påvirke den vestlige grænsestrøm, " siger Dr. Pengfei Lin, en associeret forsker ved Institut for Atmosfærisk Fysik, Chinese Academy of Sciences og førsteforfatter til et papir, der for nylig blev offentliggjort i Atmosfæriske og oceaniske videnskabsbreve .

"Mange globale koblede modeller kan ikke løse oceaniske mesoskala hvirvler og fronter, fordi de horisontale oceaniske opløsninger er for grove. Som sådan, få simuleringer var blevet udført ved hjælp af globale koblede modeller med meget høj opløsning. Desuden, simuleringstroskaben af ​​mesoskala luft-hav-interaktion var ikke blevet undersøgt i detaljer i disse tidligere undersøgelser, " fortsætter Dr. Lin.

Lin og hans team udviklede en hav- og atmosfærekoblet model med høj opløsning og kørte seksårige simuleringer ved hjælp af modellen. Resultaterne indikerede, at MASI godt kan fanges af modellen (angivet ved sammenligning med observationer), især i regioner med høj mesoskala aktivitet. Responsen blev beskrevet ved positive korrelationer mellem havoverfladetemperatur og overfladevindstress og kvantificeret ved koblingsstyrkerne mellem havoverfladetemperaturanomalier og vindanomalier.

Responsen af ​​overflade latente og sensible varmestrømme induceret af mesoskala strukturer var også signifikante. Reaktionen var især signifikant over regioner med stærke oceaniske fronter og hvirvler. Forbundet med svage vindreaktioner, overfladesensible varmefluxresponser blev undervurderet en smule, mens overfladens latente varmefluxresponser blev overvurderet på grund af de tørrere atmosfæriske grænselag i modellen. Momentumblandings- og trykjusteringsmekanismerne spiller vigtige roller.

"Vores undersøgelse giver nogle forslag til undersøgelse af mesoskala luft-hav interaktion, samt råd om forbedring af modelsimuleringer, " siger Lin. "I fremtiden, vi har til hensigt at bruge denne simulering og yderligere simuleringer til at skelne den oceaniske dynamik og termiske effekter på overfladevind."