A DNS-based Turbulence Parametrization for Global Climate Models: Doubly Diffusive Convection
Notice bibliographique
Résumé
Global coupled climate modeling requires the representation of multiple widely separated scales in each model component. In the ocean component, the separation of scales is especially dramatic as small scale turbulence exerts significant control on the global scale overturning circulation. The importance of this control is demonstrated in the context of analyses of the Dansgaard-Oeschger oscillation of Marine Isotope Stage 3 (MIS 3; see Peltier and Vettoretti, 2014)). In the University of Toronto version of CCSM4 water column diapycnal diffusivity is represented using the KPP parameterization of Large et al (1994). This includes explicit contributions due to double diffusion processes which demonstrably play an important role in determining the period of the D-O oscillation itself. We have developed a DNS-based methodology to test the accuracy of the doubly diffusive contributions to KPP. High-resolution turbulence data sets have been produced based upon two different models: the “unbounded gradient model” and the “interface model” with depth-dependent temperature and salinity gradients. By fitting the vertical fluxes in the unbounded gradient model (for equilibrium states) as a function of density ratio (the governing non-dimensional parameter) we derive a functional form on the basis of which KPP can be revised. By applying the revised scheme to the interface model we demonstrate that the local fluxes predicted agree well with those from the numerical simulations. The difference between this new parametrization scheme and KPP demonstrates that KPP may significantly overestimate the diffusivities for both heat and salt at low-density ratio.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».