Зависимость скорости диссипации турбулентной энергии и вертикального обмена от стратификации по обобщенным экспериментальным данным (сравнение с существующими моделями)

А.С. Самодуров✉, Л.В. Глобина

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

✉ e-mail: anatoly_samodurov@alpha.mhi.iuf.net

Аннотация

В работе анализируются приведенные в литературе результаты измерений скорости диссипации турбулентной энергии и распределения частоты плавучести с глубиной для различных районов естественных стратифицированных бассейнов. По данным измерений исследуется характер зависимости скорости диссипации турбулентной энергии от частоты плавучести в верхнем стратифицированном слое и основном пикноклине с целью проверки известных к настоящему времени моделей вертикального обмена в стратифицированных бассейнах за счет сдвиговой неустойчивости в поле инерционно-гравитационных внутренних волн.

Ключевые слова

стратифицированные бассейны, внутренние волны, сдвиговая неустойчивость, вертикальное перемешивание, диссипация энергии

Для цитирования

Самодуров А.С., Глобина Л.В. Зависимость скорости диссипации турбулентной энергии и вертикального обмена от стратификации по обобщенным экспериментальным данным (сравнение с существующими моделями) // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 6. С. 17-34. EDN TTHGUN.

Samodurov, A.S. and Globina, L.V., 2012. Dependence of turbulent energy dissipation rate and vertical exchange on stratification based on generalized experimental data (comparison with the existing models). Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (6), pp. 17-34 (in Russian).

Список литературы

  1. Wunsch C., Ferrari R. Vertical mixing, energy, and the general circulation of the ocean // Ann. Rev. Fluid Mech. – 2004. – 36. – P. 281 – 314.
  2. Gregg M.C. Scaling turbulence dissipation in the thermocline // J. Geophys. Res. – 1989. – 94, № С7. – С. 9686 – 9698.
  3. Garrett C., Munk W. Space time scales of internal waves // Geophys. Fluid Dyn. – 1972. – 3, № 3. – P. 225 – 264.
  4. Henyey F.S., Wright J., Flatte S.M. Energy and action flow through the internal wave field: An eikonal approach // J. Geophys. Res. – 1986. – 91, № C7. – P. 8487 – 8495.
  5. McComas C.H., Muller P. The dynamic balance of internal waves // J. Phys. Oceanogr. – 1981. – 11. – P. 970 – 986.
  6. Winters K.B., D’Asaro E.A. Direct simulation of internal wave energy transfer // Ibid. – 1998. – 27. – P. 1937 – 1945.
  7. Самодуров А.С., Глобина Л.В. Диссипация энергии и вертикальный обмен в стратифицированных бассейнах за счет сдвиговой неустойчивости в поле квазиинерционных внутренних волн // Морской гидрофизический журнал. – 2010. – № 6. – С. 16 – 27.
  8. Самодуров А.С. Модель климатического спектра внутренних волн в океане // Океанология. – 1982. – 22, № 2. – С. 182 – 185.
  9. Самодуров А.С., Любицкий А.А., Пантелеев Н.А. Вклад опрокидывающихся внутренних волн в структурообразование, диссипацию энергии и вертикальную диффузию в океане // Морской гидрофизический журнал. – 1994. – № 3. – С. 14 – 27.
  10. Tian J., Yang Q., Zhao W. Enhanced diapycnal mixing in the South China Sea // J. Phys. Oceanogr. – 2009 – 39, № 12. – P. 3191 – 3203.
  11. Samodurov A.S., Scranton M.I., Astor Y. et al. Modeling vertical exchange of heat, salt, and other dissolved substances in the Cariaco Basin // Deep-Sea Res. I. – 2013. – 71. – P. 61 – 72.
  12. Alford M.H., Pinkel R. Observations of overturning in the thermocline: the context of ocean mixing // J. Phys. Oceanogr. – 2000. – 30, № 5. – P. 805 – 832.
  13. Moum J.N., Osborn T.R., Crawford W.R. Pacific equatorial turbulence: revisited // Ibid. – 1986. – 16. – P. 1516 – 1522.
  14. Fer I., Skogseth R., Geyer F. Internal waves and mixing in the marginal ice zone near the Yermak Plateau // Ibid. – 2010. – 40. – P. 1613 – 1630.
  15. Yamazaki H., Lueck R. Turbulence in the California Undercurrent // Ibid. – 1987. – 17. – P. 1378 – 1396.
  16. Lass H.U., Prandke H., Liljebladh B. Dissipation in the Baltic proper during winter stratification // J. Geophys. Res. – 2003. – 108, № C618. – P. 1 – 20.
  17. Rippeth T.P. Mixing in seasonally stratified shelf seas: a shifting paradigm // Phil. Trans. Roy. Soc. A. – 2005. – 363. – P. 2837 – 2854.
  18. Nash J.D., Kunze E., Toole J.M. et al. Internal tide reflection and turbulent mixing on the continental slope // J. Phys. Oceanogr. – 2004. – 34. – P. 1117 – 1134.
  19. Wijesekera H., Padman L., Dillon T. et al. The application of internal-wave dissipation models to region of strong mixing // Ibid. – 1993. – 23, № 2. – P. 269 – 286.
  20. Osborn T.R. Estimations of local rate of vertical diffusion from dissipation measurements // Ibid. – 1980. – 10, № 1. – P. 83 – 89.
  21. Gargett A.E., Holloway G. Dissipation and diffusion by internal wave breaking // J. Mar. Res. – 1984. – 42, № C1. – P. 15 – 27.

Скачать статью в PDF-формате