Новое понимание океанской турбулентности может улучшить климатические модели

Исследователи из Университета Брауна получили ключевое представление о том, как высокоразрешающие океанские модели симулируют рассеивание турбулентности в глобальном океане. Их работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, может помочь в разработке новых климатических моделей, которые точнее описывают динамику океана.

Исследование было сосредоточено на форме турбулентности, известной как мезомасштабные вихри — океанские водовороты размером от десятков до сотен километров, существующие от месяца до года. Такие вихри могут отрываться от сильных пограничных течений, таких как Гольфстрим, или формироваться в местах контакта водных потоков с разной температурой и плотностью. В отличие от трёхмерных вихрей, энергия которых передаётся на всё меньшие масштабы, двумерные мезомасштабные вихри в океане (чья горизонтальная протяжённость намного больше глубины) имеют тенденцию сливаться в более крупные структуры.

Используя высокоразрешающую модель, способную симулировать вихри размером около 100 км, учёные проанализировали статистику рассеивания их энергии. Они обнаружили, что оно следует логнормальному распределению, при котором 90% диссипации происходит на 10% площади океана. Этот статистический инсайт позволит улучшать более грубые (менее ресурсоёмкие) модели, используемые для симуляции климата на сотни и тысячи лет вперёд, корректно учитывая в них эффекты мезомасштабных вихрей без их прямой симуляции.