Geostrofisk cirkulation over skrånende bund

Transkript

1 Geostrofisk cirkulation over skrånende bund - model for de Nordiske Have og Arktiske Ocean Signe Aaboe Ole Anders Nøst [email protected] Norsk Polarinstitutt, Tromsø NGFs Geilo-symposium 2007

2 Outline 1 Introduktion 2 Model 3 Resultater

3 Nordiske Have og Arktiske Ocean Lukkede dybdekonturer: 750, 1000, 2000 og 3000 meter

4 Nordiske Have, 1909 Skitse af overflade cirkulationen baseret på observationer, Helland-Hansen & Nansen (1909): The division in these different cyclonic systems is probably to a great extent due to the topographic features of the sea-bottom.

5 Nordiske Have og Arktiske Ocean Nordiske Have Arktiske Ocean Overflade cirkulation fra drifter data, Jacobsen (2003) Skitse af cirkulationen fra strømmåler-data, Aagaard (1989)

6 Analytisk model Horisontal bevægelses ligning v t + v v + k f v = 1 ρ 0 p + 1 ρ 0 τ z

7 Analytisk model Horisontal bevægelses ligning Tids-uafhængig v t + v v + k f v = 1 ρ 0 p + 1 ρ 0 τ z

8 Analytisk model Horisontal bevægelses ligning Tids-uafhængig Lineært v t + v v + k f v = 1 ρ 0 p + 1 ρ 0 τ z

9 Analytisk model Horisontal bevægelses ligning Tids-uafhængig Lineært Geostrofisk balance v t + v v + k f v = 1 p + 1 τ ρ 0 ρ 0 z Friktionsløst (indre ocean) k f v g = 1 ρ 0 p

10 Analytisk model Horisontal bevægelses ligning Tids-uafhængig Lineært Geostrofisk balance v t + v v + k f v = 1 p + 1 τ ρ 0 ρ 0 z Friktionsløst (indre ocean) k f v g = 1 ρ 0 p

11 Geostrofisk hastighed Geostrofisk hastighed v g kan deles op i 2 komponenter:

12 Geostrofisk hastighed Geostrofisk hastighed v g kan deles op i 2 komponenter: v s : Termal-vind. 0 m/s ved bund. Kendt fra hydrografi. v b : Bund hastigheden.

13 Geostrofisk hastighed Geostrofisk hastighed v g kan deles op i 2 komponenter: v s : Termal-vind. 0 m/s ved bund. Kendt fra hydrografi. v b : Bund hastigheden. Antager v b følger dybdekonturerne.

14 Geostrofisk hastighed Geostrofisk hastighed v g kan deles op i 2 komponenter: v s : Termal-vind. 0 m/s ved bund. Kendt fra hydrografi. v b : Bund hastigheden. Antager v b følger dybdekonturerne. Transport = Hastigheds komponent integreret fra bund til overflade (skraverede felter i figuren).

15 Geostrofisk hastighed Geostrofisk hastighed v g kan deles op i 2 komponenter: v s : Termal-vind. 0 m/s ved bund. Kendt fra hydrografi. v b : Bund hastigheden. Antager v b følger dybdekonturerne. Transport = Hastigheds komponent integreret fra bund til overflade (skraverede felter i figuren). Barotrop og Baroklin

16 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H

17 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne.

18 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne. P 0 : konstant langs samme dybdekontur.

19 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne. P 0 : konstant langs samme dybdekontur.

20 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne. P 0 : konstant langs samme dybdekontur. ρ b : bund densitet.

21 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne. P 0 : konstant langs samme dybdekontur. ρ b : bund densitet.

22 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne. P 0 : konstant langs samme dybdekontur. ρ b : bund densitet. P 0 bestemmer de absolutte størrelser på v b,

23 Geostrofisk bund hastighed v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H k H: følger dybdekonturerne. P 0 : konstant langs samme dybdekontur. ρ b : bund densitet. P 0 bestemmer de absolutte størrelser på v b, og diagnostiseres fra vind stress og hydrografi data via modellen (Nøst & Isachsen (2003), Aaboe & Nøst (2007)).

24 Barotrop transport mellem 2 dybdekonturer v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H

25 Barotrop transport mellem 2 dybdekonturer P 0 : v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H

26 Barotrop transport mellem 2 dybdekonturer P 0 : Barotrop transport(p 0 ) konstant v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H

27 Barotrop transport mellem 2 dybdekonturer v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H P 0 : Barotrop transport(p 0 ) konstant ρ b :

28 Barotrop transport mellem 2 dybdekonturer v b = 1 ρ 0 f ( g ρ b + P 0 ) k H P 0 : Barotrop transport(p 0 ) konstant ρ b : Barotrop transport(ρ b ) ikke konstant

29 Vekselvirkning af transporter over skråning (Walin et al.,2004) ρ b øger mod nord langs dybdekonturen.

30 Vekselvirkning af transporter over skråning (Walin et al.,2004) ρ b øger mod nord langs dybdekonturen. Medfører en øst-gående termal vind v s ind på den skrånende bund.

31 Vekselvirkning af transporter over skråning (Walin et al.,2004) ρ b øger mod nord langs dybdekonturen. Medfører en øst-gående termal vind v s ind på den skrånende bund. Termal vinden transformeres til en bund hastighed der følger skråningen.

32 Vekselvirkning af transporter over skråning (Walin et al.,2004) ρ b øger mod nord langs dybdekonturen. Medfører en øst-gående termal vind v s ind på den skrånende bund. Termal vinden transformeres til en bund hastighed der følger skråningen. Den barotrope transport ændrer sig langs dybdekonturen.

33 Overflade cirkulation - model og observationer Model Observationer

34 Barotrop transport fra klimatologi-data Barotrope transport mellem dybdekonturerne 750 m og 2250 m -givet i antal Sverdrup (Sv=10 6 m 2 /s).

35 Tester model mod observationer Observationer af nord-syd hastigheder i Fram Strædet, midlet over perioden

36 Tester model mod observationer

37 Tester model mod observationer Fram Strædet observationer

38 Tester model mod observationer

39 Tester model mod observationer