Diagnostics of eddy diffusvities in high resolution regional ocean models, : An evaluation of different closures.

En samling av nedleggelse ordninger for Eddy diffusivities κ, passende for isopycnal diffusjon (Redi 1982) og omrøring (Gent-McWilliams 1990), er testet og sammenlignet med utgang fra høy oppløsning regional havmodell. Denne studien er supplerende til at av Eden et al. (2008), der effekten av ulike valg for κ generelt sirkulasjon klimamodeller ble sammenlignet med klimatiske data.For å få en levedyktig diffusivitet diagnose (med positive diffusivities) direkte fra løst virvelstrøm flukser, roterende komponenter bør fjernes. For dette forsøket vi metoden foreslått av Medvedev & Greatbatch (2004), som tilfeldigvis forårsake uventede opphav til negative diffusiviteter. I motsetning til tidligere studier ble et sterkt flux-gradient forhold mellom eddy flukser og gradienter funnet. Her finnes allikevel en solid korrelasjon, noe som indikerer at roterende flukser ikke hindret de rå diagnostikk til et betydelig nivå i dette eksperimentet. Den diagnostiske er derfor tatt for å være en riktig referanseramme for å sammenligne ulike lukkemekanismer for utdeling av Eddy diffusivitet. Disse nedleggelsene er generelt funnet å produsere rimelige, men mangelfulle, tilnærminger til det diagnostisert distribusjon av κ. Også noen av de foreslåtte justeringsparametere synes å overvurdere den generelle intensiteten av diffusiviteter. Nedleggelse av Visbeck et al. (1997) presterer godt i forhold til dybde gjennomsnitt distribusjon av κ, på samtidig passer dens dybdeuavhengighet dårlig med den diagnosierte vertikal profil, som kan motivere for valg av andre parameteriseringer. Derfor foreslår vi en endring av denne parameteriseringen. Ingen av parameteriseringene synes å dominere i kvalitet, og bør velges i samsvar med de fysiske bruksområde.

A collection of closure schemes for eddy diffusivities κ, appropriate for isopycnal diffusion (Redi 1982) and stirring (Gent-McWilliams 1990), are tested and compared with output from a high resolution regional ocean model. This study is supplementary to that of Eden et al. (2008), where the effect of various choices for κ in general circulation climate models were compared with climatological data. In order to obtain a viable diffusivity diagnosis (with positive diffusivities) directly from the resolved eddy fluxes, rotational components should be removed. For this we attempt the method proposed by Medvedev & Greatbatch (2004), which happens to cause unexpected rise to negative diffusivities. In contrast to many previous studies, a strong flux-gradient relationship between eddy fluxes and mean fields were found. Taking divergences confirms a solid correlation, indicating that rotational fluxes actually did not thwart the raw diagnostics to a significant level in this experiment. The diagnostic is therefore taken to be a proper frame of reference for comparing the various closures for distributions of eddy diffusivity. These closures are generally found to produce reasonable,butlacking,approximations to the diagnosed distribution of κ. Also some of the proposed tuning parameters seem to overestimate the overall intensity of diffusivities. The closure of Visbeck et al. (1997) performs well in respect to depth averaged distribution of κ, but its depth invariance could motivate for choices of other closures; our diagnosis assert to a depth decaying diffusivity, a property that should not be ignored. Therefore we also suggest a modification to this closure. None of the closures dominate in quality, and should be chosen in accordance with the physical application.