Log-rejillas para flujos atmosféricos
Autores: Pikeroen, Quentin; Barral, Amaury; Costa, Guillaume; Dubrulle, Bérengère
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Proyecciones
Ecuaciones geofísicas
Cuadrícula exponencial
Simulaciones
Leyes de escalado
Transporte turbulento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Discutimos cómo la proyección de las ecuaciones de movimiento geofísico sobre una cuadrícula exponencial permite la determinación de valores realistas de parámetros a un costo moderado. Esto nos permite realizar muchas simulaciones en un amplio rango de parámetros, lo que lleva a leyes de escalado generales de la eficiencia del transporte que luego pueden ser utilizadas para parametrizar el transporte turbulento en modelos climáticos generales para la Tierra u otros planetas. Ilustramos este proceso utilizando la ecuación que describe el transporte de calor en una atmósfera seca para obtener las leyes de escalado para el inicio de la convección en función de la rotación. Confirmamos el escalado teórico del número de Rayleigh crítico, , en un amplio rango de parámetros. También hemos demostrado la existencia de dos regímenes de convección: un régimen laminar que se extiende cerca del inicio de la convección, y un régimen turbulento que ocurre tan pronto como el número de Reynolds vertical alcanza un valor de . Derivamos leyes de escalado generales para estos dos regímenes, tanto para el transporte de calor como para la disipación de energía cinética, y valores de anisotropía y fluctuaciones de temperatura.
Descripción
Discutimos cómo la proyección de las ecuaciones de movimiento geofísico sobre una cuadrícula exponencial permite la determinación de valores realistas de parámetros a un costo moderado. Esto nos permite realizar muchas simulaciones en un amplio rango de parámetros, lo que lleva a leyes de escalado generales de la eficiencia del transporte que luego pueden ser utilizadas para parametrizar el transporte turbulento en modelos climáticos generales para la Tierra u otros planetas. Ilustramos este proceso utilizando la ecuación que describe el transporte de calor en una atmósfera seca para obtener las leyes de escalado para el inicio de la convección en función de la rotación. Confirmamos el escalado teórico del número de Rayleigh crítico, , en un amplio rango de parámetros. También hemos demostrado la existencia de dos regímenes de convección: un régimen laminar que se extiende cerca del inicio de la convección, y un régimen turbulento que ocurre tan pronto como el número de Reynolds vertical alcanza un valor de . Derivamos leyes de escalado generales para estos dos regímenes, tanto para el transporte de calor como para la disipación de energía cinética, y valores de anisotropía y fluctuaciones de temperatura.