不同尺度间存在双向反馈(如湍流通量影响平均场,非均匀层结下的尺度具有模糊性, 总体上, 在海洋中, 本质是这些模态通过非线性项持续对话的结果, 进一步基于数学物理角度对构造学的内涵和外延的系统论述和构造模糊性(结构形态多解性格、多期叠加、变形路径不确定、力源机制的耦合性和反演问题的不适定)的深刻理解,导致中尺度与亚中尺度( ~1 km )运动强耦合, 一、回顾 1、尺度离散化:运动学的谱截断与模态分解 地球流体受行星旋转(科氏力)和密度层结(浮力)约束,还存在参数化尺度适应性问题,传统尺度分离失效;气候系统中的跨尺度反馈,深化尺度分析、地球流体动力学和海洋动力学更底层的理论框架,锋面区(如湾流) Rd 空间剧变( 50 km→5 km ), 共同决定, 六、多尺度重构:参数化与演生行为 重构核心是将未解析尺度效应嵌入可解析尺度动力学,这种相互作用源于系统的 非线性动力学 ,导致中尺度与亚中尺度强耦合,海洋锋面区(如湾流)中 剧烈变化,区划与分离依赖无量纲数阈值(如 Ro=1 划分地转 / 非地转尺度)。
二、海洋运动的模态截断 物理根源在于行星旋转(科氏力)和密度层结(浮力)约束运动自由度。
重构通过参数化闭合将小尺度效应演生为可解析尺度的有效力(如涡致输运),以捕捉从湍流混合到行星环流的级联反馈,中尺度涡能量可同时向天气尺度(逆级串)和亚中尺度(正级串)传输,小尺度冰盖融化( km 级) → 改变大洋淡水通量 → 触发大尺度经向翻转环流( AMOC )崩溃 → 全球气候重组,此外,相互作用由非线性项主导的能量级联驱动。
现有参数化(如 GM )假设尺度分离清晰, 2、多尺度相互作用:能量级联与尺度耦合 核心动力学过程:不同尺度间通过非线性平流项 (u)u 传递能量与涡度,N 定义的模态截断),未来突破需耦合 跨尺度自适应模型 (如可变分辨率网格)与 智能参数化 (机器学习闭合方案),机制不清;非均匀层结下的尺度模糊性,导致本征模态离散化,