On Boussinesq Dynamics near the Tropopause
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The near-tropopause energy spectrum closely follows a −5/3 power law at mesoscales. Most theories addressing the mesoscale spectrum assume unbalanced dynamics but ignore the tropopause (near which the bulk of the data were collected). Conversely, it has also been proposed that the mesoscale spectrum results from tropopause-induced alterations of geostrophic turbulence. This paper seeks to reconcile these a priori mutually exclusive theories by presenting simulations that permit both unbalanced motion and tropopause-induced effects. The model integrates the nonhydrostatic Boussinesq equations in the presence of a rapidly varying background stratification profile (an idealized tropopause). Decaying turbulence simulations were performed over a wide range of Rossby numbers. In the limit of weak flow (U ≲ 1 m s−1), the essential features of the Boussinesq simulations are well captured by a quasigeostrophic version of the model: secondary roll-ups of filaments and shallow spectral slopes are observed near the tropopause but not elsewhere. However, these tropopause-induced effects rapidly disappear with increasing flow strength. For flow strengths more typical of the tropopause (U ~ 10 m s−1), the spectrum develops a shallow, near −5/3 tail associated with fast-time-scale, unbalanced motion. In contrast to weak flows, this spectral shallowing is evident at any altitude and regardless of the presence of a tropopause. Diagnostics of the fast component of motion reveal significant inertia–gravity wave activity at large horizontal scales (where the balanced flow dominates). However, no evidence points to such activity in the shallow range. That is, the mesoscale of the model is dominated by unbalanced turbulence, not waves. Implications and limitations of these findings are discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,004 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».