Los efectos del esfuerzo del viento en la superficie y el flujo de flotabilidad en la evolución de un frente en un equilibrio térmico turbulento
Autores: Crowe, Matthew N.; Taylor, John R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Los efectos del esfuerzo del viento en la superficie y el flujo de flotabilidad en la evolución de un frente en un equilibrio térmico turbulento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Efectos
Flujo de flotabilidad superficial
Esfuerzo del viento
Frente
Viento térmico turbulento
Balance de TTW
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Aquí consideramos los efectos del flujo de flotabilidad superficial y el esfuerzo del viento en un frente en equilibrio de viento térmico turbulento (TTW) utilizando el marco de Crowe y Taylor (2018). Los cambios en los perfiles de velocidad y densidad inducidos por el esfuerzo del viento y el flujo de flotabilidad interactúan con el TTW y pueden cambiar cualitativamente la evolución del frente. En ausencia de forzamiento superficial, Crowe y Taylor (2018) encontraron que la dispersión por cizallamiento asociada con la circulación TTW causa que el ancho frontal aumente. En muchos casos, el flujo inducido por el forzamiento superficial mejora la tasa de expansión. Sin embargo, si el esfuerzo del viento impulsa un flujo transversal al frente que se opone al gradiente de flotabilidad frontal o si el flujo de flotabilidad provoca una estratificación inestable, es posible obtener un flujo de flotabilidad transversal al frente en dirección ascendente, lo que puede actuar para agudizar el frente. En ciertas condiciones, se desarrolla un estado de equilibrio donde la tendencia de la circulación TTW a expandir el frente se equilibra con la tendencia frontogenética de las fuerzas superficiales. Utilizamos soluciones numéricas a una ecuación de difusión no lineal para probar estas predicciones. Finalmente, describimos la conexión entre el forzamiento superficial y la mezcla vertical y discutimos parámetros típicos para frentes en medio océano.
Descripción
Aquí consideramos los efectos del flujo de flotabilidad superficial y el esfuerzo del viento en un frente en equilibrio de viento térmico turbulento (TTW) utilizando el marco de Crowe y Taylor (2018). Los cambios en los perfiles de velocidad y densidad inducidos por el esfuerzo del viento y el flujo de flotabilidad interactúan con el TTW y pueden cambiar cualitativamente la evolución del frente. En ausencia de forzamiento superficial, Crowe y Taylor (2018) encontraron que la dispersión por cizallamiento asociada con la circulación TTW causa que el ancho frontal aumente. En muchos casos, el flujo inducido por el forzamiento superficial mejora la tasa de expansión. Sin embargo, si el esfuerzo del viento impulsa un flujo transversal al frente que se opone al gradiente de flotabilidad frontal o si el flujo de flotabilidad provoca una estratificación inestable, es posible obtener un flujo de flotabilidad transversal al frente en dirección ascendente, lo que puede actuar para agudizar el frente. En ciertas condiciones, se desarrolla un estado de equilibrio donde la tendencia de la circulación TTW a expandir el frente se equilibra con la tendencia frontogenética de las fuerzas superficiales. Utilizamos soluciones numéricas a una ecuación de difusión no lineal para probar estas predicciones. Finalmente, describimos la conexión entre el forzamiento superficial y la mezcla vertical y discutimos parámetros típicos para frentes en medio océano.