تحلیل چرخه های نوسان تاوه قطبی در یک مدل آب کم عمق برای پوش سپهر با استفاده از فرایافت های اویلری

در این تحقیق، برای تعیین سازوکارهای موثر در چرخه های نوسان (vacillation) تاوه قطبی و به طورخاص بررسی چرخه های نوسان بادمداری، مدل آب کم عمق روی کره با بهره گیری از چندین الگوریتم متفاوت به کار گرفته می شود. عامل اصلی در چرخه های نوسان تاوه قطبی، اثر ترکیبی واداشت های موجی و گرمایی است. برای آشکارسازی نقش پوش سپهر در ایجاد تغییرپذیری، واداشت موجی مستقل از زمان توسط عامل کوهساری (topography) و واداشت تابشی نیز به صورت یک فرایند واهلش گرمایی در معادله پیوستگی جرم وارد شده است. در الگوریتم های عددی مورد استفاده، معادلات آب کم عمق در نمایش (تاوایی پتانسیلی، واگرایی سرعت، واگرایی شتاب) با استفاده از تعمیم روش فرابرد پربندی نیمه لاگرانژی به معادلات دررو و نیز روش نیمه لاگرانژی محض در تفکیک های فضایی متوسط تا زیاد حل شده اند.
با استفاده از داده های بلندمدت مدل آب کم عمق، مجموعه ای از فرایافت های اویلری حاصل از محاسبه جملات معادله میانگین مداری مؤلفه مداری تکانه برای بررسی نوسان های تاوه قطبی و استواری (robustness) یا نا استواری آن، محاسبه و تحلیل شده است. محاسبات نشان می دهد در معادله فوق جملات گرایش باد مداری، واداشت کوهساری، واگرایی شار تکانه افقی و گشتاور کوریولیس سهم اصلی را در تعیین تحول زمانی چرخه های نوسان تاوه قطبی دارند. با توجه به مقادیر ناچیز جمله های انتقال پیچکی جرم و چشمه جرم، چرخه های نوسان تاوه قطبی را می توان حاصل تغییرات ناهم فاز سه جمله واداشت کوهساری، واگرایی شار تکانه افقی و گشتاور کوریولیس دانست.