人们认为,海山通过非稳定尾流过程和产生内波来促进海洋混合,内波从海山传播出去,然后断裂。对于均匀正压流 U 中的理想孤立海山(特征宽度为 D 和高度为 H ),研究了这些过程的相对重要性。使用一系列科里奥利参数 f 和浮力频率 N,以便考虑低弗劳德数( U / NH )和低罗斯贝数( U / fD )的宽参数空间。结果表明,在这一参数空间范围内,涡旋过程在能量上主导内波能量通量。专门研究了内波场,将其划分为稳定背风波和非稳定尾流产生的波。结果发现,现有的分析理论无法解释背风波能量通量。然后将 Smith 的背风波模型扩展到低弗劳德数区域,并考虑旋转的影响。虽然此前的强分层实验表明,只有障碍物的顶部 U / N 会产生内波,但旋转的影响似乎会改变这种造波高度。一旦修改 U / N 高度以考虑旋转,扩展的 Smith 模型就可以合理准确地再现背风波能量通量。
摘要:在湍流热风(TTW)下的垂直浮力频率B F ttw f在限制冬季的表面混合层方面起着重要作用。到目前为止,大多数全球海洋模型都太粗糙而无法解决此过程。在本文中,提出了B ttw F的量表参数化,并在冬季黑鲁道扩展的区域海洋模拟层次结构中实施,水平分辨率范围为27至1 km。参数 - ization取决于科里奥利参数,模拟模拟的湍流垂直粘度,水平密度梯度以及缩放关系,以调整模型水平分辨率对模拟水平密度梯度的影响。它显示了在粗分辨率模拟(27、9和3 km)以及在1 km模拟中核对B TTW F之间差异的良好技能,其中B TTW F可以很好地解决。此外,参数化的实现改善了粗分辨率模拟中表面混合层中所述的层化。
拖曳船上和系泊观测表明,内部重力波越过帕劳北部热带西太平洋海域海面以下 1000 米的高大超临界海底山脊。背风波或地形弗劳德数 Nh 0 / U 0(其中 N 为浮力频率,h 0 为山脊高度,U 0 为远场速度)介于 25 和 140 之间。波浪是由潮汐和低频流叠加产生的,因此具有两个不同的能量源,组合振幅高达 0.2 ms 2 1 。波浪的局部破碎导致湍流动能耗散率增强,在靠近地形的山脊背风处达到 10 26 W kg 2 1 以上。湍流观测显示大潮和小潮条件形成鲜明对比。大潮期间,潮汐流占主导地位,湍流在海脊两侧分布大致相等。小潮期间,平均流占主导地位,相对于平均流,湍流主要出现在海脊下游一侧。海脊对水流施加的阻力估计为 O (10 4 ) N m 2 1(每次穿越海脊时),以及相关的功率损失,为低频海洋环流和潮汐流提供了能量吸收。
使用 Thorpe 排序和尺度分析对 2017 年春季收集的一些高分辨率 CTD 数据进行了分析,包括常用的“Thorpe 尺度”方法和较少使用的方法,该方法基于直接估计“可用翻转势能”(AOPE):混合“湍流斑块”中原始密度剖面与排序密度剖面的势能之间的差异。剖面仪的速度各不相同,因此空间(垂直)采样不均匀。开发并描述了一种方法,将 Thorpe 缩放和 AOPE 方法应用于这种不均匀采样的数据。 AOPE 方法似乎对“背景”浮力频率 N 的估计(约束性较差)不太敏感。虽然这些方法通常用于首先估计湍流动能的耗散率 « K,但真正的目标是估计密度扩散率 K r,从而估计混合对密度分布的净改变。两个易于测量的无量纲参数被提出作为混合斑块“年龄”或“状态”的可能指标,这可能有助于解决总湍流能量和耗散如何在动能和势能成分之间分配的问题,以及测量的 AOPE 中有多少最终会改变背景分层。下面提供了一个关于其如何工作的推测性示例。