Los impactos de la rachez en el flujo de momento aire-mar
Autores: Lyu, Meng; Potter, Henry; Collins, Clarence O.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Los impactos de la rachez en el flujo de momento aire-mar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Intercambio
Momento
Racheado
Flujo
Viento
Resistencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El intercambio de momento a través de la frontera aire-mar es un componente integral del sistema terrestre y su parametrización es esencial para los modelos climáticos y meteorológicos. Este estudio se centra en el impacto de la racha de viento en el flujo de momento utilizando tres meses de observaciones directas de flujo de una boya de superficie anclada. La racha de viento, que cuantifica las fluctuaciones de la velocidad y dirección del viento, se muestra que impacta los flujos de momento aire-mar. Primero, proponemos una nueva fórmula de racha que evalúa simultáneamente el impacto de las fluctuaciones en la dirección y velocidad del viento. Se establece un umbral crítico utilizando una función de densidad acumulativa para clasificar las rachas como ventosas o no ventosas. Encontramos que, durante las rachas clasificadas como ventosas, el coeficiente de arrastre aerodinámico aumenta hasta un 57% en comparación con sus contrapartes no ventosas. Esto se debe a un aumento correlacionado en las fluctuaciones verticales durante condiciones de racha y explica la variabilidad en el coeficiente de arrastre para velocidades de viento de hasta 20 m/s. Este aumento en la energía está conectado con fluctuaciones horizontales a través de interacciones turbulentas entre picos en los espectros turbulentos coincidentes con picos en los espectros de olas. Discutimos dos posibles explicaciones mecanicistas. Los resultados de este estudio ayudarán a mejorar la representación de la racha en las parametrizaciones del flujo de momento, lo que llevará a modelos oceánicos más precisos.
Descripción
El intercambio de momento a través de la frontera aire-mar es un componente integral del sistema terrestre y su parametrización es esencial para los modelos climáticos y meteorológicos. Este estudio se centra en el impacto de la racha de viento en el flujo de momento utilizando tres meses de observaciones directas de flujo de una boya de superficie anclada. La racha de viento, que cuantifica las fluctuaciones de la velocidad y dirección del viento, se muestra que impacta los flujos de momento aire-mar. Primero, proponemos una nueva fórmula de racha que evalúa simultáneamente el impacto de las fluctuaciones en la dirección y velocidad del viento. Se establece un umbral crítico utilizando una función de densidad acumulativa para clasificar las rachas como ventosas o no ventosas. Encontramos que, durante las rachas clasificadas como ventosas, el coeficiente de arrastre aerodinámico aumenta hasta un 57% en comparación con sus contrapartes no ventosas. Esto se debe a un aumento correlacionado en las fluctuaciones verticales durante condiciones de racha y explica la variabilidad en el coeficiente de arrastre para velocidades de viento de hasta 20 m/s. Este aumento en la energía está conectado con fluctuaciones horizontales a través de interacciones turbulentas entre picos en los espectros turbulentos coincidentes con picos en los espectros de olas. Discutimos dos posibles explicaciones mecanicistas. Los resultados de este estudio ayudarán a mejorar la representación de la racha en las parametrizaciones del flujo de momento, lo que llevará a modelos oceánicos más precisos.