Изучение было сосредоточено на форме турбулентности, известной как мезомасштабные водовороты, океанские водовороты в масштабе десятков к сотням километров через тот в последний раз где угодно с месяца до года. Эти виды водоворотов смогут зажать прочь от сильных пограничных течений как Гольфстрим либо сформироваться, где потоки воды разных удельных весов и температур входят в контакт.«Вы имеете возможность думать о них как о погоде океана», сообщили Fox-Kemper Бэйлора, адъюнкт и соавтор исследования-доктор наук в Отделе Брауна Почвы, Экологических и Планетарных Наук. «Как влетает как ураган воздух, эти водовороты оказывают помощь распределить энергию, теплоту, соленость и другие вещи около океана. Так познание, как они рассеивают собственную энергию, дает нам больше правильной картины океанского обращения».
Классическая теория для того, как маленькая турбулентность рассеивает энергию, показывает, что, потому, что вихрь вымирает, это передает собственную энергию к меньшим и меньшим масштабам. Иначе говоря громадный распад водоворотов в меньшие и меньшие водовороты до всей энергии рассеян. Это – узнаваемая теория, которая делает нужные предсказания, каковые активно применяются в гидрогазодинамике. Проблема заключается в том, что это не относится к мезомасштабным водоворотам.
«Та теория лишь относится к водоворотам в трехмерных совокупностях», сообщила Fox-Kemper. «Мезомасштабные водовороты находятся в масштабе сотен километров через, все же океан лишь четыре километра глубиной, что делает их очень двумерными. И мы знаем, что разложение трудится по-второму в двух размерах, чем оно делает в три».Вместо того, дабы расставаться на меньшие и меньшие водовороты, Fox-Kemper говорит, двумерные водовороты имеют тенденцию сливаться в громадные и громадные.«Вы видите его, если Вы тянете палец весьма мягко через пузырь мыла», сообщил он. «Вы оставляете сзади эту кружащуюся полосу, которая делается больше и больше со временем.
Мезомасштабные водовороты в глобальном океане трудятся тот же самый путь».Эта высококлассная энергетическая передача кроме этого не осознана математически как низкокачественное разложение. Это – то, что Fox-Kemper и Броди Пирсон, исследователь в Брауне, желали сделать с этим изучением.Они применяли океанскую модель с высоким разрешением, которая, как показывали, сделала хорошую работу по соответствию прямым спутниковым наблюдениям за глобальной океанской совокупностью.
Высокое разрешение модели свидетельствует, что в состоянии моделировать водовороты на заказе 100 километров через. Пирсон и Fox-Kemper желали взглянуть детально на то, как модель имела дело с разложением вихря в статистических терминах.«Мы руководили пятью годами океанского обращения в модели, и мы измерили демпфирование энергии в каждом узле решетки, дабы видеть, каковы статистику», сообщила Fox-Kemper.
Они нашли, что разложение следовало за тем, что известно как логарифмически обычное распределение – то, в котором один хвост распределения господствует над средним числом.«Имеется ветхая шутка, которая, в случае если у Вас имеется 10 простых людей в помещении и Билл Гейтс, входит, все становятся на миллиард долларов более богатыми в среднем – это – логарифмически обычное распределение», сообщила Fox-Kemper. «Что это говорит нам с позиций турбулентности, то, что 90 процентов разложения происходят в 10 процентах океана».Fox-Kemper подчернула, что низкокачественное разложение 3D водоворотов следует за логарифмически обычным распределением кроме этого.
Так не обращая внимания на обратную динамику, «имеется эквивалентное преобразование, которое разрешает Вам угадать lognormality и в 2-х и в 3D совокупностях».Исследователи говорят, что это новое статистическое познание будет полезно в развитии океанских моделирований с более неотёсанными зернами, каковые не являются так в вычислительном отношении дорогими, как тот применял в этом изучении. Применяя эту модель, исследователям потребовались два месяца, применяя 1 000 процессоров, дабы моделировать всего пять лет океанского обращения.«Если Вы желаете моделировать много либо тысячи либо годы, либо если Вы желаете что-то, что Вы имеете возможность включить в рамках модели климата, которая объединяет океанскую и атмосферную динамику, Вам нужна модель с более неотёсанными зернами, либо это легко в вычислительном отношении не легко», сообщила Fox-Kemper. «В случае если мы понимаем статистику того, как мезомасштабные водовороты рассеивают, мы имели возможность бы быть в состоянии испечь тех в отечественные модели с более неотёсанными зернами.
Иначе говоря мы можем захватить эффекты мезомасштабных водоворотов, в действительности не моделируя их конкретно».Результаты имели возможность кроме этого дать диагностику будущих моделей с высоким разрешением.
«Знание этого делает нас намного более способными к выяснению, в случае если отечественные модели делают верную вещь и как сделать их лучше», сообщила Fox-Kemper. «В случае если модель не создаёт данный lognormality, то это, возможно, делает что-то не так».Изучение было поддержано Национальным научным фондом (OCE-1350795), Офисом Военно-морского Изучения (N00014 17 1 2963) и Национальная Главная Программа изучений Китая (2017YFA0604100.