Eenvoudige gelaagde modellen

Drukgradiënt- en continuïteitsvergelijkingen in gelaagde modellen

Het concept van gelaagde modellen

De eenvoudigste manier om de oceaancirculatie te simuleren is aan te nemen dat de oceaan homogeen van dichtheid is. Een dergelijk model heeft geen verticale structuur. Zoals besproken in paragraaf 1.4 is er een prominente hoofdthermocline/pycnocline in de oceanen. Het maximum van de verticale dichtheidsgradiënt onder het oppervlak kan worden geïdealiseerd als een stapfunctie, en een natuurlijke manier om de oceaancirculatie te simuleren is de oceaan te behandelen als een vloeistof bestaande uit twee lagen, met de hoofdthermocline als grensvlak. De onderste laag ligt onder de hoofdthermocline; deze is zeer dik en het water in deze laag beweegt veel langzamer dan het water boven de hoofdthermocline. Bij wijze van goede benadering kan worden aangenomen dat de vloeistof in de onderste laag bijna stilstaat. Een dergelijk model heeft slechts één actieve laag; dit wordt een model met verminderde zwaartekracht genoemd. Het voordeel van een model met gereduceerde zwaartekracht is dat het de eerste baroclinische modus van de circulatie en de diepte van de belangrijkste thermocline kan weergeven. Door één extra laag toe te voegen aan het standaard reduced-gravity model verkrijgt men een 2½-lagen model, dat ook in dit hoofdstuk wordt besproken. De vergelijking van deze modellen wordt geschetst in figuur 4.1.

In zekere zin is een model met verminderde zwaartekracht gelijk aan het gebruik van slechts twee roosters in de dichtheidscoördinaat. Op dezelfde manier zijn meerlagenmodellen sterk afgeknotte modellen in de dichtheidscoördinaat.