Velocidad diapycnal en la termoclina doblemente difusiva
Autores: Radko, Timour; Edwards, Erick
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Velocidad diapycnal en la termoclina doblemente difusiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulaciones numéricas a gran escala
Doble difusión
Mezcla vertical
Transporte de volumen diapycnal
Turbulencia
Termoclina
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se presenta una serie de simulaciones numéricas a gran escala, que incorporan parametrizaciones de la mezcla vertical de temperatura y salinidad por doble difusión y por turbulencia a pequeña escala. Estas simulaciones revelan la tendencia de la doble difusión a restringir el transporte de volumen diapycnal, tanto hacia arriba como hacia abajo. Para valores comparables de los coeficientes de mezcla, la velocidad diapycnal promedio en la termoclina de doble difusión es mucho menor que en el régimen turbulento correspondiente. El efecto aislante de la doble difusión se racionaliza utilizando dos modelos teóricos. El primer argumento se basa en el equilibrio advectivo-difusivo vertical asumido. La segunda teoría utiliza la técnica de Rhines y Young para evaluar el transporte diapycnal neto a través de regiones delimitadas por líneas de corriente cerradas en una superficie de densidad dada. Las simulaciones numéricas y los argumentos analíticos asociados en este estudio subrayan las diferencias fundamentales entre la mezcla de doble difusión y la turbulencia a pequeña escala generada mecánicamente. Cuando se tienen en cuenta tanto la doble difusión como la turbulencia, encontramos que las restricciones sobre la velocidad diapycnal se relajan (se endurecen) con el aumento (disminución) de la fracción de la mezcla total atribuida a la turbulencia. El rango de velocidades diapycnales que podría realizarse en fluidos de doble difusión está determinado por la variación en la relación de flujo de calor/sal. Hipotetizamos que la capacidad única de la mezcla de doble difusión para controlar activamente el transporte de volumen diapycnal puede tener ramificaciones significativas para la estructura y dinámica de la circulación termohalina en el océano.
Descripción
Se presenta una serie de simulaciones numéricas a gran escala, que incorporan parametrizaciones de la mezcla vertical de temperatura y salinidad por doble difusión y por turbulencia a pequeña escala. Estas simulaciones revelan la tendencia de la doble difusión a restringir el transporte de volumen diapycnal, tanto hacia arriba como hacia abajo. Para valores comparables de los coeficientes de mezcla, la velocidad diapycnal promedio en la termoclina de doble difusión es mucho menor que en el régimen turbulento correspondiente. El efecto aislante de la doble difusión se racionaliza utilizando dos modelos teóricos. El primer argumento se basa en el equilibrio advectivo-difusivo vertical asumido. La segunda teoría utiliza la técnica de Rhines y Young para evaluar el transporte diapycnal neto a través de regiones delimitadas por líneas de corriente cerradas en una superficie de densidad dada. Las simulaciones numéricas y los argumentos analíticos asociados en este estudio subrayan las diferencias fundamentales entre la mezcla de doble difusión y la turbulencia a pequeña escala generada mecánicamente. Cuando se tienen en cuenta tanto la doble difusión como la turbulencia, encontramos que las restricciones sobre la velocidad diapycnal se relajan (se endurecen) con el aumento (disminución) de la fracción de la mezcla total atribuida a la turbulencia. El rango de velocidades diapycnales que podría realizarse en fluidos de doble difusión está determinado por la variación en la relación de flujo de calor/sal. Hipotetizamos que la capacidad única de la mezcla de doble difusión para controlar activamente el transporte de volumen diapycnal puede tener ramificaciones significativas para la estructura y dinámica de la circulación termohalina en el océano.