ロスビー数における理想化された流れによるパッシブトレーサー拡散

要旨 本研究では、二つの垂直モードモデルによって生成された理想化された二次元流れを用いて、アシンプトティックに小さいからO(1) ロスビー数におけるパッシブトレーサー拡散の現象学的変化を比較・対比します。流れのロスビー数が増加するにつれて、トレーサー分散の前方フラックスは単調に増加し、トレーサー分散スペクトルはトレーサー場の深刻な枯渇を示し、より高いロスビー数の流れによってトレーサーが強化されて攪拌されていることを示します。トレーサーフラックスの物理的構造とそれが流れのひずみ優勢および渦優勢の領域との関係を調査すると、ロスビー数が低い場合には、一貫した渦の間の高せん断、ひずみ優勢の領域にトレーサーフラックスの大部分が位置していることが分かりましたが、ロスビー数が高い場合には、トレーサーフラックスは主に断片的な渦の塊から構成される渦優勢の領域に位置します。トレーサー場はトレーサーフラックスと反相関を示し、つまり、トレーサー分散はトレーサーフラックスが低い物理的領域で高く、逆もまた然りです。我々の結果は、O(1)ロスビー数でトレーサー拡散を強化する亜メソスケールの複数の異方性特徴を強調し、大規模モデルのパラメータ化を開発する際にこれらを考慮に入れる必要性を強調します。