Improving the utility of ocean circulation models through adjustment of the momentum balance
Notice bibliographique
Résumé
We propose a new method to improve the utility of three‐dimensional ocean circulation models. The method uses climatological temperature and salinity data to adjust the momentum balance of the model, while leaving the tracer equations fully prognostic and unconstrained. The adjustment is accomplished by replacing density in the hydrostatic equation by a linear combination of model‐computed and climatological density. The procedure is equivalent to adding a forcing term to the horizontal momentum equation through a modification of the model's horizontal pressure gradient term. The forcing term modifies the model‐computed velocity field, which, in turn, affects the model‐computed temperature and salinity fields through the advection term (there is no adjustment of the tracer equations carried by the model). Assuming the linear combination coefficient to be invariant in time and space, we suggest a statistical approach to estimating its optimal value. We apply this “semiprognostic” method to the northwest Atlantic. A primitive equation circulation model is initialized with January climatological temperature and salinity and is forced by monthly mean Comprehensive Ocean‐Atmosphere Data Set surface wind stress and heat flux, by restoration of the surface salinity to monthly mean climatology, and by flows through the open boundaries. Both the model‐computed tracer and velocity fields produced using the semiprognostic method show significant improvement over those produced by a purely prognostic calculation; drift of the tracer and velocity fields away from climatology is greatly reduced. Further, convective mixing is explicitly represented, thus improving the utility of results over those obtained from pure diagnostic calculations. The velocity fields obtained with the new approach are somewhat more realistic than those obtained from pure diagnostic calculations. The method reproduces many well‐known circulation features in the region, including the Labrador Current, the Gulf Stream, and the North Atlantic Current. More significantly, the method reproduces reasonably well the seasonal evolution of temperature and salinity in the region despite the fact that the model's tracer fields are not constrained directly by the new method. This result suggests that the semiprognostic approach will be useful for examining the evolution of tracers that are not easily determined by observations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».