基于调和分析的海气相互作用下Ekman边界层流运动模型验证与应用

本文主要探讨了海气相互作用下Ekman边界层流的运动规律，由王如云、陈玉清等人进行研究。 Ekman边界层是大气与海洋界面附近的一种重要现象，它描述了风力驱动的海洋表层流如何在地球转动影响下形成涡旋结构。该研究采用了线性非定常大气与海洋相互作用的数学模型，这是对传统Ekman理论的拓展，考虑了更复杂的动态环境。 研究者运用了潮汐学中的调和分析理论，这是一种解析方法，用于处理周期性或准周期性问题，将复杂的问题分解成一组简单的周期函数。这种方法在解决海洋和大气系统的波动问题上尤其有效。通过这种方法，他们得出了模型方程的求解策略，旨在揭示海气相互作用对边界层流速的影响以及可能的时间和空间分布特征。 值得注意的是，由于Archie浮标数据的局限性，模型验证主要集中于海表面的流速预测，通过比较模型预测的调和常数和实测数据，以及分潮流的椭圆要素，证明了模型在一定程度上的准确性。这表明所建立的模型对于理解和预测海洋表层的流动力学行为是有一定实用价值的。 进一步地，基于模型的解，研究者探讨了大气和海洋内部Ekman边界层的年度周期性运动模式，包括时间变化和垂直分布情况。这些发现对于理解气候变化、海洋环流以及气候系统中的能量传输过程具有重要意义，有助于提升海洋和气象预报的精度。 这篇首发论文不仅深化了对海气相互作用下Ekman边界层流动力学的理解，而且提供了计算和分析这类复杂系统的新方法，对于海洋科学和气候学领域具有较高的学术价值。