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上升流锋与外部涡流的相互作用:对跨海岸粒子交换的影响。 (英文) Zbl 1490.76093号

概要:由于近海埃克曼输送,海岸上升流在海洋西部边界处比在东部边界处更为强烈,在那里它们被传入的罗斯贝波加强。西部边界上升流通常伴随着局部涡场。本文利用流体静力旋转Navier-Stokes方程(原始方程)的三维数值模型研究了发展的上升流锋的不稳定性及其与外部涡场的相互作用。在没有外部涡旋的情况下,锋面的斜压不稳定性导致波长为100–200 km的曲流的增长。在(f)平面上,当不稳定性强烈时,这些波可以分裂成一排旋涡。β效应正在稳定,并强烈降低了曲流的振幅。然后用一个最初伴随一个或多个外部涡的锋面进行模拟。将这种情况下的演变与不稳定射流的演变进行了比较。在(f)-平面上,当外部涡旋靠近前部时,后者会脱落一条缠绕在涡旋周围的长丝。这发生在一个类似于孤立锋不稳定的时期。气旋比反气旋更有效地将这些细丝撕裂到海上。在β面上,细丝较短,湍流仅限于锋面附近。长期以来,波浪沿着锋面传播,从而沿着海岸延伸湍流。涡旋通道的初始存在导致锋面的失稳更强,并导致比单个涡旋更大的横岸通量,许多细丝和小涡旋被推到遥远的海上。在海洋中,这种跨海岸交换对当地的生物活动产生了重要影响。

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76E05型 水动力稳定性中的平行剪切流
76E20型 地球物理和天体物理流的稳定性和不稳定性
76U05型 旋转流体的一般理论
76B47码 不可压缩无粘流体的涡旋流动
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Al Saafani,医学硕士。;Shenoi,S.S.C。;Shankar,D。;阿帕纳,M。;Kurian,J。;Durand,F.和Vinayachandran,P.N。;Vinayachandran,P.N.,《阿拉伯海涡旋向西运动至亚丁湾》,J.Geophys。Res.Oceans,112(2007)·doi:10.1029/2006JC004020
[2] Ayouche,A。;De Marez,Ch。;Morvan,M。;L’Hegaret,P。;纸箱,X。;Le Vu,B。;Stegner,A.,Ras al Hadd海洋偶极子的结构和动力学,海洋,2,1,105-125(2021)·doi:10.3390/oceans2010007
[3] Baey,J.-M。;Rivière,P。;Carton,X.,《海洋喷气机不稳定性:模型比较》,ESAIM:Proc。,7, 12-23 (1999) ·Zbl 0942.76021号 ·doi:10.1051/proc:1999002
[4] Barth,J.A.,《海岸喷流和锋面上的短波长度不稳定性》,J.Geophys。Res.Oceans,99,C8,16095-16115(1994)·doi:10.1029/94JC01270
[5] t、 P.、Stramma,L.、Schott,F.、Fischer,J.、Dengler,M.和Quadfasel,D.,《来自TOPEX/POSEIDON高度计和原位数据的阿拉伯海年度Rossby波》,深海研究第2部分顶部。海洋学家研究生。,49, 1197-1210 (2002) ·doi:10.1016/S0967-0645(01)00166-7
[6] Bruce,J.G.,《索马里和阿拉伯海岸上升流的一些细节》,J.Mar Res.,32,419-423(1974)
[7] 布鲁斯·J·G。;Johnson,D.R。;Kindle,J.C.,《东北季风期间阿拉伯海东部涡流形成的证据》,J.Geophys。Res.Oceans,99,C4,7651-7664(1994)·doi:10.1029/94JC00035
[8] Capet,X。;Carton,X.,《斜压边界流的非线性机制》,J.Phys。海洋学家。,1400-1409年6月34日(2004年)·doi:10.1175/1520-0485(2004)034<1400:NROBBC>2.0.CO;2
[9] Chaigneau,A。;Le Texier,M。;Eldin,G。;格拉多斯,C。;Pizarro,O.,《南太平洋东部中尺度涡旋的垂直结构:来自测高和Argo剖面浮标的综合分析》,J.Phys。海洋学家。,116 (2011)
[10] Chelton,D.B。;德索克,R.A。;Schlax,M.G。;El Naggar,K。;Siwertz,N.,《第一次斜压Rossby变形半径的地理变异性》,J.Phys。海洋学家。,28, 3, 433-460 (1998) ·doi:10.1175/1520-0485(1998)028<0433:GVOTFB>2.0.CO;2
[11] Csanady,G.T.,《关于短暂上升流事件的结构》,J.Phys。海洋学家。,12, 1, 84-96 (1982) ·doi:10.1175/1520-0485(1982)012<0084:OTSOTU>2.0.CO;2
[12] Currie,R.,《阿拉伯东南海岸的环流和上升流》,Oceanol。《学报》,第15、1、43-60页(1992年)
[13] meter,P.和van Sebill,E.,The Parcels v2.0 Lagrangian Framework:New Field Interpolation Schemes,Geosci。模型开发,12,8,3571-3584(2019)·doi:10.5194/gmd-12-3571-2019年
[14] Elliott,A.J。;Savidge,G.,《阿曼上升流的一些特征》,J.Mar Res.,48,319-333(1990)·网址:10.1357/0022240907848764
[15] Fischer,A.S。;韦勒,R.A。;Rudnick,D.L。;埃里克森,C.C。;Lee,C.M。;布林克,K.H。;福克斯,C.A。;Leben,R.R.,《阿拉伯海中尺度涡旋、海岸上升流和上层海洋热量收支》,《深海研究》第2部分顶部。海洋学家研究生。,49, 2231-2264 (2002) ·doi:10.1016/S0967-0645(02)00036-X
[16] 弗利尔,G.R。;卡尔顿,X.J。;Messager,Ch.,《不稳定海洋喷流形成漩涡》,ESAIM:Proc。,7, 137-150 (1999) ·Zbl 0945.76027号 ·doi:10.1051/proc:1999013
[17] Hidaka,K.,《上升流的物理海洋学》,地理论坛,3,3,9-21(1972)·doi:10.1016/0016-7185(72)90082-6
[18] 霍斯金斯,B.,锋生数学理论,流体力学年鉴。,14, 131-151 (1982) ·兹比尔048876030 ·doi:10.1146/annurev.fl.14.010182.001023年
[19] Keppler,L。;Cravate,S。;Chaigneau,A。;佩格里亚斯科,C。;Gourdeau,L。;Singh,A.,《西南热带太平洋中尺度涡的观测特征和垂直结构》,《地球物理杂志》。Res.Oceans,123,4,2731-2756(2018)·doi:10.1002/2017JC013712
[20] 克莱因,P。;Hua,B.L。;拉佩尔,G。;Capet,X。;Le Gentil,S。;Sasaki,H.,《来自高分辨率3D模拟的上层海洋湍流》,J.Phys。海洋学家。,38, 8, 1748-1763 (2008) ·doi:10.1175/2007JPO3773.1
[21] 兰格,M。;van Sebill,E.,《Parcels v0.9:Petascale时代拉格朗日海洋分析框架原型》,Geosci。模型开发讨论。,104175-4186(2017)·doi:10.5194/gmd-10-4175-2017年
[22] 大型,W.G。;McWilliams,J.C。;Doney,S.C.,《海洋垂直混合:非局部边界层参数化的回顾和模型》,地球物理学评论。,32, 4, 363-403 (1994) ·doi:10.1029/94RG01872
[23] 廖,X。;詹,H。;Du,Y.,《阿拉伯海西部两个上升流区的潜在新产量:估算和比较》,J.Geophys。Res.Oceans,121,7,4487-4502(2016)·doi:10.1002/2016JC011707
[24] Manghnani,V.公司。;莫里森,J.M。;霍普金斯,T.S。;Böhm,E.,《西南季风期间阿曼外海羽状上升水域平流》,《深海研究》第2部分顶部。海洋学家研究生。,45, 10-11, 2027-2052 (1998) ·doi:10.1016/S0967-0645(98)00062-9
[25] de Marez,C。;纸箱,X。;L’Hégaret,P。;Meunier,T。;斯坦纳。;Le Vu,B。;Morvan,M.,《海洋涡旋合并不是孤立的,而是受到β效应和周围涡旋的影响》,科学。代表,10,1(2020年)·doi:10.1038/s41598-020-5980-y
[26] de Marez,Ch。;L’Hegaret,P。;Morvan,M。;Carton,X.,《阿拉伯海涡旋的三维结构》,《深海研究》第1部分,Oceanogr。研究巴普。,150 (2019) ·doi:10.1016/j.dsr.2019.06.003
[27] de Marez,Ch。;Meunier,T。;Morvan,M。;L'Hégaret,P。;Carton,X.,大型真实气旋涡稳定性的研究,海洋模型。,146 (2020) ·doi:10.1016/j.ocemod.2019.101540
[28] de Marez,Ch。;穆尼尔,Th。;特德斯科,P。;L'Hégaret,P。;Carton,X.,《(β)面上涡旋-壁相互作用和内开尔文波-流相互作用产生深亚中尺度气旋》,地球物理学。天体物理学。流体动力学。,114, 4-5, 588-606 (2020) ·兹比尔1482.86009 ·doi:10.1080/03091929.2020.1772779
[29] McCreary,J.,《海岸潜流的线性分层海洋模型》,Philos。事务处理。R.Soc.伦敦。序列号。数学。物理学。工程科学。,302, 1469, 385-413 (1981)
[30] McDougall,T.J。;Barker,P.M.,TEOS-10和吉布斯海水(GSW)海洋学工具箱入门(2011),SCOR/IAPSO WG127
[31] 梅内斯甘,C。;Le Gentil,S。;Marchesello,P。;Ducousso,N.,《海洋Meddy-Like涡旋的失稳:能量传递和数值设置的意义》,J.Phys。海洋学家。,48, 5, 1151-1168 (2018) ·doi:10.1175/jpo-d-17-0126.1
[32] Meunier,T。;罗西,V。;莫雷尔,Y。;Carton,X.,海底地形对上升流的影响:长捕集丝状物的生成,海洋模型。,35, 4, 277-303 (2010) ·doi:10.1016/j.ocemod.2010.08.004
[33] Pedlosky,J.,《沿岸洋流和底坡上升流的发生》,J.Phys。海洋学家。,4, 3, 310-320 (1974) ·doi:10.1175/1520-0485(1974)004<0310:LCATOO>2.0.CO;2
[34] Pedlosky,J.,《稳定海岸上升流的惯性模型》,J.Phys。海洋学家。,8, 2, 171-177 (1978) ·doi:10.1175/1520-0485(1978)008<0171:AIMOSC>2.0.CO;2
[35] Pedlosky,J.,上升流开始的非线性模型,J.Phys。海洋学家。,8, 2, 178-187 (1978) ·doi:10.1175/1520-0485(1978)008<0178:ANMOTO>2.0.CO;2
[36] 佩格里亚斯科,C。;Chaigneau,A。;Morrow,R.,《四大东部边界上升流系统中观察到的主要涡旋垂直结构》,J.Geophys。Res.Oceans,120,9,6008-6033(2015)·doi:10.1002/2015JC010950
[37] Piontkovski,S。;Al-Jufali,S.,《阿拉伯海西部海岸上升流和中尺度涡旋:一些生物意义》,国际海洋学家杂志。,93-115年7月2日(2013年)
[38] 普拉特·L·J。;Stern,M.E.,《位涡锋面和涡分离动力学》,J.Phys。海洋学家。,16, 6, 1101-1120 (1986) ·doi:10.1175/1520-0485(1986)016<1101:DOPVFA>2.0.CO;2
[39] Privett,D.,《北印度洋(包括红海和波斯湾)蒸发月图》,Q.J.R.Meteorol。《社会学杂志》,85,366,424-428(1959)·doi:10.1002/qj.49708536614
[40] Sastry,J。;d’Souza,R.,《阿拉伯海中的上升和向上混合》,印度科学杂志。,1, 17-27 (1972)
[41] 肖特,F.A。;Fischer,J.,《阿拉伯海北部冬季季风环流和索马里海流》,J.Geophys。Res.Oceans,105,C3,6359-6376(2000)·doi:10.1029/1999JC900312
[42] Shchepetkin,A.F。;McWilliams,J.C.,《区域海洋建模系统(ROMS):分裂显式、自由表面、地形跟随坐标海洋模型》,海洋模型。,9, 4, 347-404 (2005) ·doi:10.1016/j.ocemod.2004.08.002
[43] Shchepetkin,A.F。;McWilliams,J.C.,《使用实用的“强化”状态方程的精确Boussinesq海洋建模》,海洋模型。,38, 1, 41-70 (2011) ·doi:10.1016/j.ocemod.2011.01.010
[44] Shi,W。;莫里森,J.M。;Böhm,E。;Manghnani,V.,1993年、1994年和1995年阿曼上升流区,深海研究第2部分顶部。海洋学家研究生。,47, 7-8, 1227-1247 (2000) ·doi:10.1016/S0967-0645(99)00142-3
[45] 史密斯,W.H.F。;Sandwell,D.T.,《卫星测高和船舶深度探测全球海底地形》,《科学》,27753341956-1962(1997)·doi:10.1126/science.277.5334.1956
[46] 斯特恩,M.E。;Flierl,G.R.,《关于涡旋与剪切流的相互作用》,J.Geophys。Res.Oceans,92,C10,10733-10744(1987)·doi:10.1029/JC092iC10p10733
[47] Suginohara,N.,《上升流锋和双细胞环流》,J.Meteor。日本社会,33115-130(1977)
[48] Trott,C.B。;Subrahmanyam,B。;Chaigneau,A。;Roman-Stork,H.L.,《阿拉伯海的涡致温度和盐度变化》,Geophys。Res.Lett.公司。,46, 5, 2734-2742 (2019) ·doi:10.1029/2018GL081605
[49] Vallis,G.K.,《大气和海洋流体动力学:基础和大尺度环流》(2017),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 1374.86002号 ·doi:10.1017/9781107588417
[50] ermeirsch,F.、Carton,X.和Morel,Y.,《涡流和纬向喷气机之间的相互作用》:P.2。双层半层模型,Dynam。大气。《海洋》,36,4,271-296(2003)·doi:10.1016/S0377-0265(02)00066-0
[51] ermeirsch,F.、Carton,X.和Morel,Y.,《涡流和纬向喷气机之间的相互作用:P.1》。一层半层模型,发电机。大气。海洋,36,4,247-270(2003)·doi:10.1016/S0377-0265(02)00065-9
[52] 维克,C。;Capet,X。;Roulet,G。;Carton,X.,《阿曼西部边界上升流动力学》,海洋动力学。,67, 585-595 (2017) ·doi:10.1007/s10236-017-1044-5
[53] 维克·C。;Capet,X。;Roulet,G。;纸箱,X。;分子制造者,M.J。;Gula,J.,《涡流-地形相互作用与波斯湾外流的命运》,J.Geophys。Res.Oceans,120,6700-6717(2015)·doi:10.1002/2015JC011033
[54] 吉田,K.,《加利福尼亚海岸海岸上升流》,Oceanogr记录。Works Japan(N.S.),第2、2、8-20页(1955年)
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