Rol de los eddies coherentes de la capa superficial en el transporte de vorticidad potencial en la turbulencia cuasigeostrófica impulsada por el corte hacia el este
Autores: Zhang, Wenda; Wolfe, Christopher L. P.; Abernathey, Ryan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Rol de los eddies coherentes de la capa superficial en el transporte de vorticidad potencial en la turbulencia cuasigeostrófica impulsada por el corte hacia el este
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Transporte
Remolinos coherentes
Cizalladura media
Fricción en el fondo
Vorticidad potencial
Propagación meridional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El transporte por remolinos de capa superficial materialmente coherentes se estudió en un modelo cuasigeostrófico de dos capas impulsado por un cizallamiento medio hacia el este. Los remolinos coherentes se identificaron mediante contornos cerrados de la desviación de vorticidad promediada lagrangiana obtenida de partículas lagrangianas advectadas por el flujo. La atención se restringió a flujos medios hacia el este, pero se consideró una amplia gama de regímenes de flujo con diferentes intensidades de fricción en el fondo, relaciones de grosor de capa y gradientes de vorticidad potencial (PV) de fondo. Se encontró que los remolinos coherentes se vuelven más prevalentes y duraderos a medida que aumenta la fuerza de la fricción en el fondo y la estratificación se intensifica más en la superficie. El número de remolinos coherentes es mínimo cuando el gradiente de PV inducido por el cizallamiento es de 10 a 20 veces el gradiente de PV planetario y aumenta tanto para valores más grandes como más pequeños del gradiente de PV planetario. Estos remolinos coherentes, con un radio medio del núcleo cercano al radio de deformación, se propagan meridionalmente con una preferencia por que los ciclones se propaguen hacia el polo y los anticiclones hacia el ecuador. La preferencia de propagación meridional de los remolinos coherentes da lugar a un transporte de PV sistemáticamente hacia arriba, que es en la dirección opuesta al transporte de PV de fondo y no es capturado por las estimaciones estándar de difusividad lagrangiana. El transporte de PV hacia arriba por los núcleos de remolinos coherentes es menos del 15% del transporte total de PV, pero el transporte de PV por el flujo periférico inducido por el PV dentro de los remolinos coherentes es significativo y hacia abajo. Estos resultados aclaran los roles distintos del efecto de atrapamiento y agitación de los remolinos coherentes en el transporte de PV en la turbulencia geofísica.
Descripción
El transporte por remolinos de capa superficial materialmente coherentes se estudió en un modelo cuasigeostrófico de dos capas impulsado por un cizallamiento medio hacia el este. Los remolinos coherentes se identificaron mediante contornos cerrados de la desviación de vorticidad promediada lagrangiana obtenida de partículas lagrangianas advectadas por el flujo. La atención se restringió a flujos medios hacia el este, pero se consideró una amplia gama de regímenes de flujo con diferentes intensidades de fricción en el fondo, relaciones de grosor de capa y gradientes de vorticidad potencial (PV) de fondo. Se encontró que los remolinos coherentes se vuelven más prevalentes y duraderos a medida que aumenta la fuerza de la fricción en el fondo y la estratificación se intensifica más en la superficie. El número de remolinos coherentes es mínimo cuando el gradiente de PV inducido por el cizallamiento es de 10 a 20 veces el gradiente de PV planetario y aumenta tanto para valores más grandes como más pequeños del gradiente de PV planetario. Estos remolinos coherentes, con un radio medio del núcleo cercano al radio de deformación, se propagan meridionalmente con una preferencia por que los ciclones se propaguen hacia el polo y los anticiclones hacia el ecuador. La preferencia de propagación meridional de los remolinos coherentes da lugar a un transporte de PV sistemáticamente hacia arriba, que es en la dirección opuesta al transporte de PV de fondo y no es capturado por las estimaciones estándar de difusividad lagrangiana. El transporte de PV hacia arriba por los núcleos de remolinos coherentes es menos del 15% del transporte total de PV, pero el transporte de PV por el flujo periférico inducido por el PV dentro de los remolinos coherentes es significativo y hacia abajo. Estos resultados aclaran los roles distintos del efecto de atrapamiento y agitación de los remolinos coherentes en el transporte de PV en la turbulencia geofísica.