Crecimiento y Descomposición de las Ondas de Kelvin-Helmholtz en la Capa Límite Atmosférica Estable
Autores: Jiang, Qingfang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Crecimiento y Descomposición de las Ondas de Kelvin-Helmholtz en la Capa Límite Atmosférica Estable
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Desarrollo
Descomposición
Ondas de Kelvin-Helmholtz
Capa límite atmosférica estable
Simulaciones de grandes remolinos
Momento
Escalares
Transporte vertical
Energía cinética
Inestabilidad por cizallamiento
Turbulento
Superficie de suelo por fricción
Transporte en dirección descendente
Calor sensible
Inestabilidad secundaria
Estratificación
Vientos en la superficie.
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo y la descomposición de las ondas de Kelvin-Helmholtz (KH) en la capa límite atmosférica estable (SABL) y su impacto en el transporte vertical de momento y escalars han sido examinados utilizando simulaciones de grandes remolinos. Estas simulaciones se inician con un viento geostrófico verticalmente uniforme y una tasa de descenso de temperatura potencial constante. Se desarrolla un tipo de capa límite de Ekman, y se forma un punto de inflexión en la SABL, que desencadena la inestabilidad de KH (KHI). La KHI se desarrolla con la energía cinética (KE) en los remolinos de KH creciendo exponencialmente con el tiempo. La posterior aparición de inestabilidad de cizallamiento secundaria a lo largo de trenzas en forma de S conduce a la descomposición turbulenta de los núcleos de los remolinos de KH y las trenzas. La superficie del suelo friccional tiende a ralentizar el crecimiento de la KE cerca de la superficie, reducir la profundidad del núcleo del remolino de KH y probablemente suprimir otros tipos de inestabilidad secundaria. Los remolinos de KH inducen un transporte sustancial de momento y calor sensible en dirección descendente, que puede ser aún más potenciado por la aparición de inestabilidad de cizallamiento secundaria. Aunque el fuerte transporte inducido por la KHI solo dura alrededor de 10-20 minutos, reduce la cizalladura vertical y la estratificación en la SABL, aumenta los vientos en la superficie y resulta en un aumento de 2-3 veces en la profundidad de la SABL.
Descripción
El desarrollo y la descomposición de las ondas de Kelvin-Helmholtz (KH) en la capa límite atmosférica estable (SABL) y su impacto en el transporte vertical de momento y escalars han sido examinados utilizando simulaciones de grandes remolinos. Estas simulaciones se inician con un viento geostrófico verticalmente uniforme y una tasa de descenso de temperatura potencial constante. Se desarrolla un tipo de capa límite de Ekman, y se forma un punto de inflexión en la SABL, que desencadena la inestabilidad de KH (KHI). La KHI se desarrolla con la energía cinética (KE) en los remolinos de KH creciendo exponencialmente con el tiempo. La posterior aparición de inestabilidad de cizallamiento secundaria a lo largo de trenzas en forma de S conduce a la descomposición turbulenta de los núcleos de los remolinos de KH y las trenzas. La superficie del suelo friccional tiende a ralentizar el crecimiento de la KE cerca de la superficie, reducir la profundidad del núcleo del remolino de KH y probablemente suprimir otros tipos de inestabilidad secundaria. Los remolinos de KH inducen un transporte sustancial de momento y calor sensible en dirección descendente, que puede ser aún más potenciado por la aparición de inestabilidad de cizallamiento secundaria. Aunque el fuerte transporte inducido por la KHI solo dura alrededor de 10-20 minutos, reduce la cizalladura vertical y la estratificación en la SABL, aumenta los vientos en la superficie y resulta en un aumento de 2-3 veces en la profundidad de la SABL.