大西洋经向翻转环流的一个概念模型的分歧分析
摘要：大西洋经向翻转环流（AMOC）通过一个温暖的表层洋流向北半球分配热量和盐分，流向亚极北大西洋，其中水沉降并以深海冷流返回南方。有大量证据表明，AMOC在过去一个世纪中放慢了速度。我们引入了一个概念性箱模型，用于描述北大西洋海洋表面盐度和温度的演化，受格陵兰冰盖融水的影响。我们的模型基于Welander的模型，描述了表层和恒温恒盐的深海箱之间的交互作用，该交互作用可以是对流的或非对流的，取决于密度差异。模型的两个主要参数μ和η分别描述了淡水入流和两个箱体之间的阈值密度。 我们使用分叉理论来分析模型的两种情况：瞬间切换为对流或非对流交互，系统是分段平滑的（PWS），以及具有更缓慢切换的完全平滑模型。对于PWS模型，我们得到了所有分叉的解析表达式。在（μ，η）平面上得到的分叉图识别出所有可能动态的区域，我们将其显示为相空间图 - 在典型参数点以及它们之间的不同转换点。我们还提供了平滑切换情况的分叉图，并展示了它是如何从PWS情况得出的。通过这种方式，我们确定了在模型的两个版本中发现双稳定性和自持振荡的确切位置。特别是，我们的结果表明，当从对流到非对流的过渡过于缓慢时，表面北大西洋海洋的温度和盐度之间的振荡将完全消失。
作者：John Bailie and Bernd Krauskopf
论文ID：2307.16414
分类：Dynamical Systems
分类简称：math.DS
提交时间：2023-08-01