تحلیل چرخه‌های نوسان تاوه قطبی در یک مدل آب کم‌عمق برای پوش‌سپهر با استفاده از فرایافت‌های اویلری

در این تحقیق، برای تعیین سازوکارهای موثر در چرخه‌های نوسان (vacillation) تاوه قطبی و به‌طورخاص بررسی چرخه‌های نوسان بادمداری، مدل آب کم‌عمق روی کره با بهره‌گیری از چندین الگوریتم متفاوت به‌کار گرفته می‌شود. عامل اصلی در چرخه‌های نوسان تاوه قطبی، اثر ترکیبی واداشت‌های موجی و گرمایی است. برای آشکارسازی نقش پوش‌سپهر در ایجاد تغییرپذیری، واداشت موجی مستقل از زمان توسط عامل کوهساری (topography) و واداشت تابشی نیز به‌صورت یک فرایند واهلش گرمایی در معادله پیوستگی جرم وارد شده است. در الگوریتم‌های عددی مورد استفاده، معادلات آب کم‌عمق در نمایش (تاوایی پتانسیلی، واگرایی سرعت، واگرایی شتاب) با استفاده از تعمیم روش فرابرد پربندی نیمه‌لاگرانژی به معادلات دررو و نیز روش نیمه‌لاگرانژی محض در تفکیک‌های فضایی متوسط تا زیاد حل ‌شده‌اند. با استفاده از داده‌های بلندمدت مدل آب کم‌عمق، مجموعه‌ای از فرایافت‌های اویلری حاصل از محاسبه جملات معادلة میانگین مداری مؤلفه مداری تکانه برای بررسی نوسان‌های تاوه قطبی و استواری (robustness) یا نا استواری آن، محاسبه و تحلیل ‌شده است. محاسبات نشان می‌دهد در معادلة فوق جملات گرایش باد مداری، واداشت کوهساری، واگرایی شار تکانه افقی و گشتاور کوریولیس سهم اصلی را در تعیین تحول زمانی چرخه‌های نوسان تاوه قطبی دارند. با توجه به مقادیر ناچیز جمله‌های انتقال پیچکی جرم و چشمة جرم، چرخه‌های نوسان تاوه قطبی را می‌توان حاصل تغییرات ناهم‌فاز سه جملة واداشت کوهساری، واگرایی شار تکانه افقی و گشتاور کوریولیس دانست.