Serhat Can (IAP) wird im Rahmen des IAP-Kolloquiums am 14. Juni 2022 einen Vortrag zum Thema "Macroturbulent Energy Cascades in Upper-Tropospheric/Lower-Stratospheric Mesoscales" halten.
Der Vortrag wird sich darauf konzentrieren, wie in den letzten Jahren ein Konsens über die Richtung der Energiekaskade in den Mesoskalen in den Höhen der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) erreicht wurde. Zahlreiche Messungen und Modellergebnisse bestätigen die Existenz eines vorwiegend vorwärts gerichteten spektralen Energieflusses von niedrigen zu hohen horizontalen Wellenzahlen. Die Details zur Erklärung des beobachteten -5/3-Potenzgesetzes für kinetische und verfügbare potentielle Energie (KE und APE) werden jedoch noch heftig diskutiert. In dieser Studie haben wir Simulationen mit der trockenen Version des Kühlungsborner mechanistischen allgemeinen Zirkulationsmodells (KMCM) mit hoher horizontaler und vertikaler Auflösung für permanente Januar-Bedingungen durchgeführt, um die simulierten KE- und APE-Spektren im Hinblick auf die Skalierungsgesetze der Stratified Macro-Turbulence (SMT) zu untersuchen. Horizontale Diffusionsschemata für horizontalen Impuls und fühlbare Wärme erfüllen das Skaleninvarianzkriterium (SIC) unter Verwendung des dynamischen Smagorinsky-Modells (DSM). Zonal und zeitlich gemittelte SMT-Statistiken sowie die horizontal gemittelten spektralen Tendenzen und Flüsse von KE und APE in den UTLS-Höhen weisen darauf hin, dass die Dynamik hinter der simulierten -5/3-Steilheit hochgradig nichtlinear ist und von der SMT bestimmt wird. Das Vorherrschen von mittelfrequenten Gravitationswellen (GWs) in diesen Höhen im Modell führte zur Anwendung der Theorie der gesättigten GWs. Dementsprechend wurde festgestellt, dass die Erzeugung von SMT in der UTLS-Region eine Folge der gesättigten westwärts gerichteten GWs (WGWs) um subtropische mittlere Breiten ist, die durch die zonale mittlere Strömung erzeugt werden. Schließlich zeigen wir, dass die Erzeugung von SMT aufgrund von gesättigten WGWs im Modell nicht erfasst wird, wenn sowohl die horizontalen Impuls- als auch die fühlbare Wärmediffusionsparametrisierungen nicht mit dem SIC übereinstimmen.