Употреба на Argo Drifters и

Употреба на арго аршини и податоци за сателитска алтиметрија за да се добие циркулацијата во Северноатлантската РАСПОРЕДА за да се добие диплома доктор на природни науки др. рер. нат Факултет I (физика/електротехника) презентиран од Фолк Рихтер Датум на колоквиум: 24.09.2010 година 1. Рецензент: проф. Д-р. Питер Лемке 2 рецензент: проф. Д-р. Ридигер Гердес Алфред Вегенер Институт за поларни и морски истражувања

argo

Содржина Вовед 1 1 Современа состојба 7 1.1 Моделирање. 7 1.2 Набationsудувања и мерења. 10 2 Ситуација на податоци 15 2.1 WorldOceanAtlas2005 (WOA05). 16 2.2 Сателитска алтиметрија. 18 2.3 Профили на автономните лебдат (Арго). 19 2.4 Гурецки и Колтерман климатологија (ГКК). 25 2.5 Стрес на смолкнување на ветер. 26 3 Модели и методи 29 3.1 Обратен модел со конечни елементи на океанот (IFEOM). 30 3.1.1 Функција на трошоците. 32 3.1.2 T/SAdvection/дифузија. 35 3.1.3 Климатологија на позадината на Т/С. 36 3.1.4 Асимилација на Арго. 37 3.1.5 Асимилација на алтиметрија. 40 3.1.6 Прилагодување на притисокот во длабокото море. 41 3.1.7 Развој на трошоци. 44 3.2 Гранични услови. 45 3.3 Анализа на целите. 46 4 Влијание на податоците за арго и сателитска алтиметрија врз резултатот од моделот 49 4.1 Изведени симулации на моделот. 49 4.2 Референтна симулација. 50 4.3 Комбинација на податоците за арго и алтиметрија. 52 4.4 Влијание на податоците за арго. 54 4.5 Интеракции на податоците за арго и алтиметрија. 56 4.6 Влијание на податоците за алтиметријата. 61 4.7 Добрина на соодветност на податоците за арго и алтиметрија. 64 4.8 Заклучок. 68 1

2 Содржина 5 Евалуација 69 5.1 Споредба со објективна анализа. 69 5.2 Анализа на отклонување на површината. 75 5.2.1 Анализа на трендот на отклонување на површината. 77 5.2.2 Меѓугодишна варијабилност на отклонувањето на површината. 83 5.3 Анализа на содржината на топлина. 88 5.4 Анализа на транспорт на топлина. 94 5.4.1 Анализа на трендот на транспорт на топлина. 96 5.5 Проценка на атмосферскиот проток на топлина. 101 5.6 Проценка на грешка. 103 5.7 Заклучок. 109 6 Резиме и изгледи 111 Библиографија 115 Список на слики 122 Список на табели 124 симболи и кратенки 127 индекс 129

24 Заменети се вредностите на состојбата на податоците од WOA05. Со формирање на разликата (равенка: 2.2), нивниот придонес кон DHA е изоставен. Тука се користи и критериумот за 3 стандардни отстапувања (σ). Ако не е исполнета равенката 2.4 за (1 i N) мерења на Арго, податоците се одбиваат. (DHAi SLA i) 2> 3 σ ((DHA i SLA i) 2) (2.4) Со оваа постапка ретко кој Арго профил е подреден поради исчезнати мерења на сателитската алтиметрија на високи ширини. Исклучувањето засновано на равенката 2.4 може да се забележи само во регионот на Голфскиот тек. Во регион каде што можат да се најдат високи временски и просторни варијабилности, како што се вртоглави мезоскали. (а) (б) (в) (г) Слика 2.8: Т (или С) и број на хоризонтално интерполирани Арго профили по мрежна точка на длабочина од 120 м (за примерот за 2005 година): (а) Температура ( Т); (б) број на Т профили; (в) соленост (S) и (г) број на S-профили. Просторната структура T -unds во Северен Атлантик е доволно претставена со мерењата на Арго. Густината на податоците во југо-источниот дел на областа на моделот е многу мала и бројот на мерења на профилот земени во предвид за секоја точка на мрежата на моделот ретко е поголем од 5 (максимум 39).

26 Ситуација на податоците 2.5 Напон на смолкнување на ветерот Хоризонталната сила по област што ветерот ја извршува на површината на океанот е позната како напон на смолкнување на ветерот и го опишува вертикалното пренесување на компонентата на хоризонталниот момент. Така, импулсот се пренесува од атмосферата во океанот со напон на смолкнување на ветерот и може да се пресмета на следниов начин: 0.29 + 3.1/U 10 + 7.7/U τ = ρ A CD U 10 U 10 со 1000 CD = 10,2 за 3 m U s 10 6 m, s 0,6 + 0,07 U 10, за 6 m U s 10 26 m. S (2,5) каде ρ A = 1,3kg/m 3 е средната густина на воздухот, U 10 е брзината на ветерот на висина од 10 m и ЦД е коефициент на влечење (Тренберт и сор., 1989; Харисон, 1989). (а) (б) (в) (г) Слика 2.10: Напон на ветерот: (а) зонален (2005) со; (б) стандардно отстапување со текот на времето; (в) меридијална (2005 година) со, (г) стандардно отстапување со текот на времето. Слика 2.10а ги прикажува доминантните западни ветрови, како и западните ветрови во суптропската област на Северен Атлантик.

2.5 Напрегање на смолкнување на ветер 27 Во оваа работа, за пресметка се користат стресот на смолкнување на ветерот и брзината на ветерот на повторната анализа на NCEP. Овие се обезбедени од NOAA/ESRL PSD 3 и се достапни на www.esrl.noaa.gov/psd/. Дополнителни информации за овие податоци може да се најдат во Калнај и др. (1996). Годишната средна вредност на зонскиот и меридијалниот напон на ветерот (на висина од 10 m) се пресметува од соодветните месечни средства. Производите за повторна анализа се засноваат на најсовремен систем за анализа и предвидување, кој ги вклучува сите мерења на ветрот од 1948 година до денес, со помош на асимилација на податоци. За 10-те години на симулација (1999-2008) се користат податоците за зонскиот и меридијалниот стрес на ветерот кои припаѓаат на годината. На слика 2.10 е даден пример на зонски (2.10а) и меридијален (2.10в) стрес на ветер за 2005 година. Зоналната компонента ги прикажува доминантните западни ветрови, како и западните ветрови во суптропската област на Северен Атлантик. 3 Национална администрација за океани и атмосфера, лабораторија за истражување на земјен систем, оддел за физички науки, Болдер, Колорадо, САД

3.1 Модел на обратни конечни елементи на океанот (IFEOM) 43 (а) (б) (в) (г) Слика 3.6: Функција на баротропска струја (интервал на контура 5 Sv): (а) на референтната патека без ограничување на брзините во длабокиот океан и, ( б) референтно трчање со ограничување на брзините во длабокиот океан. Слично на тоа, МПЦ (контурен интервал 2 Sv, 1 Sv ако МПЦ