Non-linear pumping effect in oscillatory diffusive processes and its physical consequences for the World Ocean deep layers and lakes

Abstract

The physical mechanism of heat transmission in oscillatory processes is described. The effect manifestation in the process of integral heat exchange in the World Ocean deep layers is studied with-in the frame of a simple one-dimensional approach. The sea surface temperature (SST) has long-term oscillations with amplitudes greater than the trend in mean-temperature increase. The oscillations of SST lead to nonlinear pumping effect in oscillatory processes; heat is pumped out from or into the deep layers, depending on oscillation amplitudes. With increasing SST oscillation amplitudes, the heat comes out and deep layers are cooled, otherwise, with decreasing amplitudes, the heat spreads into the deep layers.

Описаний фізичний механізм передачі тепла в ході коливальних процесів. У рамках простої одновимірної моделі демонструється прояв цього ефекту в процесі інтегрального теплообміну в глибинних шарах Світового океану. Спостерігаються довготривалі коливання температури поверхні моря, амплітуда яких перевищує тренд при зростанні середньої температури. Коливання поверхневої температури унаслідок нелінійності призводять до ефекту накачування: тепло викачується з глибинних шарів або поступає в них залежно від амплітуд коливань. Із збільшенням амплітуди коливань температури поверхні моря тепло виходить з глибинних шарів і вони остуджуються, а при зменшенні амплітуди тепло розповсюджується в глибинні шари.

Описан физический механизм передачи тепла в ходе колебательных процессов. В рамках простой одномерной модели демонстрируется проявление этого эффекта в процессе интегрального теплообмена в глубинных слоях Мирового океана. Наблюдаются долговременные колебания температуры поверхности моря, амплитуда которых превышает тренд при возрастании средней температуры. Колебания поверхностной температуры вследствие нелинейности приводят к эффекту накачки: тепло выкачивается из глубинных слоев или поступает в них в зависимости от амплитуд колебаний. С увеличением амплитуды колебаний температуры поверхности моря тепло выходит из глубинных слое.