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World File Search System行星尺度
经向能量输送极端值和北半球中纬度大气环流：主要天气状况和首选纬向气流
摘要。大气中的温带经向能量输送本质上是间歇性的，其极端值足以影响净季节性输送。在这里，我们研究这些极端输送如何与从行星到天气的多个空间尺度上的大气动力学相关联。我们使用 ERA5 再分析数据对冬季和夏季北半球中纬度地区的经向能量输送进行波数分解。然后，我们将极端输送事件与大气环流异常和主要天气状况联系起来，这些异常和天气状况是通过聚类 500 hPa 位势高度场确定的。一般来说，行星尺度波通过其相位和振幅决定天气尺度斜压活动的强度和经向位置，但不同季节之间存在重要差异。在冬季，大波数（k = 2–3）是导致经向能量输送极端值的主要因素，行星尺度和天气尺度输送极端值几乎从不同时出现。在夏季，极端值与更高的波数（k = 4–6）有关，这些波数被称为天气尺度运动。我们将这些波和输送极端值与最近关于异常强烈和持久的共同作用的结果联系起来
九个行星边界中的六个地球
人类的行星尺度环境强迫继续进行，并且各个地球系统组成的成分在越来越多地与变化条件有关。因此，后旧世地球仍在发展，最终的全球环境条件仍然不确定。古气候研究表明，地球以前在温暖时期（6，7）中以相应不同的生物圈状态经历了很大的无冰条件（6，7）。显然符合人类的利益，避免将地球系统扰动到可能会如此明显地改变全球环境条件的程度。冰盖只是许多其他地球系统尺寸的全系统变化的指标。行星边界框架框架描述了已知的生物物理和生化系统和过程，这些系统和过程已知，这些系统和过程在范围内调节了地球状态，这些范围是历史上已知的，并且在科学上很可能维持地球系统稳定性和生命支持系统，并有助于人类的福利和社会发展。
量子计算机上的集合流体模拟
现代科学和社会中大多数问题的极端复杂性对我们最好的理论和计算方法提出了非常巨大的挑战。作为一个例子，即使是最强大的超级计算机，也可以基于流动运动方程的直接模拟来预测行星尺度上天气的任务前面的Exascale操作（每秒10亿个流量点操作）。此外，这个和类似的问题通常受到影响解决方案的初始数据和其他参数引起的各种不确定性来源。因此，每个案例研究都需要几个实现，以积累足够的统计信息（集合模拟），从而进一步加强了对计算能力的追求。鉴于电子计算机面临着非常严格的能量限制，因此不断寻求替代模拟策略。在过去的十年中，巨大的效果已经专门用于量子计算机的开发，使用能够利用量子系统同时占据众多状态的硬件设备（量子纠缠）。直接优势是，量子系统原则上可以执行多种并行量子计算，而不是只能在二元状态下运行的经典计算机（位）。最近，没有一天没有
斜压湍流的涡旋气体标度机制
大气和海洋的平均状态是通过外部强迫（辐射、风、热量和淡水通量）与产生的湍流之间的平衡来确定的，湍流将能量转移到耗散结构。这种强迫在大气中产生喷流，在海洋中产生洋流，这些涡流通过斜压不稳定性自发地形成湍流涡流。气候理论发展的一个关键步骤是正确地纳入涡流引起的热量、水分和碳等特性的湍流输送。在线性阶段，斜压不稳定性在罗斯贝变形半径处产生流动结构，罗斯贝变形半径在大气中的长度为 1,000 公里量级，在海洋中为 100 公里量级，分别小于行星尺度和海洋盆地的典型范围。因此，温度等特性的大尺度梯度与随机平流温度的小涡流之间存在尺度分离，从而引起有效扩散。数值解表明，只要大气和海洋底部有足够的阻力，这种尺度分离就会在强非线性湍流状态下保持下去。我们计算了控制与斜压湍流相关的涡流驱动输送的尺度定律。首先，我们为以前研究中报告的经验尺度定律提供了理论基础，适用于底部阻力定律的不同公式。其次，这些尺度定律为准确的局部闭合提供了重要的第一步，以预测斜压湍流对大气和海洋大尺度温度分布的影响。