Cautionary tales from the mesoscale eddy transport tensor

• Published in: Ocean Modelling
• Main Authors: Uchida, Takaya, Balwada, Dhruv, Jamet, Quentin, Dewar, William, K, Deremble, Bruno, Penduff, Thierry, Le Sommer, Julien
• Other Authors: Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies (COAPS), Florida State University Tallahassee (FSU), Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO), Columbia University New York, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Océan Dynamique Observations Analyse (ODYSSEY), Université de Rennes (UR)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Institut Mines-Télécom Paris (IMT), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), ANR-18-MPGA-0002,CONTACTS,Turbulence homogène de l'océan pour les simulateurs climatiques(2018)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2023
• Subjects: Ensemble simulation; Mesoscale eddy; Eddy diffusivity; Thickness-weighted average; [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; North Atlantic
• Online Access: https://hal.science/hal-04213098; https://hal.science/hal-04213098/document; https://hal.science/hal-04213098/file/Eddy_diffusivity1.pdf; https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102172

International audience The anisotropic mesoscale eddy transport tensor is diagnosed using passive tracers advected online in both an idealized 101-member mesoscale-resolving quasi-geostrophic (QG) double-gyre ensemble, and a realistic 24-member eddying (1∕12 •) ensemble of the North Atlantic. We assert that the Reynold's decomposition along the ensemble dimension, rather than the spatial or temporal dimension, allows us to capture the intrinsic spatiotemporal variability of the mean flow and eddies. The tensor exhibits good performance in reconstructing the eddy fluxes of passive tracers, here defined as fluctuations about the ensemble thickness-weighted averaged (TWA) mean. However, the inability of the tensor to reconstruct eddy fluxes of QG potential vorticity, which encapsulates the eddy-mean flow interaction, and other active tracers raises the question: To what extent can the diagnosed tensor be applied to inform the parametrization of mesoscale dynamics?