La forme, la propagation et l'interaction du flux moyen des systèmes météorologiques à grande échelle

Pour un opérateur de moyenne zonale, le flux d'Eliassen-Palm fournit un diagnostic du comportement des tourbillons et du retour des tourbillons sur le flux moyen. Cet article aborde le problème de diagnostic pour d'autres opérateurs de moyennage et, en particulier, pour la moyenne temporelle qui s'est révélée ces dernières années être un moyen puissant de visualiser le flux troposphérique tridimensionnel. Le tenseur de corrélation de la vitesse horizontale donne une mesure de la forme caractéristique des tourbillons horizontaux à un point. Il implique également la direction de la vitesse de groupe par rapport au flux moyen dans les cas où un tel concept est valide. Cependant, l'accent principal ici est mis sur le retour du flux moyen des tourbillons. À cet égard, le flux de vorticité des tourbillons est déterminé par des dérivées des composants de la partie anisotrope du tenseur. Une approximation raisonnable permet d'écrire la convergence du flux de vorticité des tourbillons en termes de E = (v′2 − u′2¯, u′v′¯). Une interprétation simple du retour du flux moyen des tourbillons est alors possible. Une approximation légèrement plus restrictive permet également de déterminer la forme des tourbillons et le sens de la vitesse de groupe relative à partir de E. Toute l'analyse peut également être réalisée dans le cas quasi-géostrophique tridimensionnel où elle fournit une extension approximative du concept de flux d'Eliassen-Palm. La théorie et les approximations sont examinées pour les tourbillons transitoires à haute et basse fréquence en utilisant des données pour une saison hivernale unique des hémisphères Nord et Sud. Les différentes signatures des tourbillons transitoires dans les deux bandes de fréquence sont apparentes et des images schématiques du comportement dominant contrasté dans chaque bande émergent. Les données d'un événement de blocage particulier, lorsqu'elles sont diagnostiquées à l'aide de la théorie développée ici, donnent une indication d'un retour positif des tourbillons synoptiques sur le flux de blocage moyen.