稳定边界的IOBL浮力通量

4.2.3节所讨论的,在紧凑的浮冰很少遇到在边界条件下维持浮力通量有重大影响冰/海洋拖或接近表面湍流尺度特征。为载人研究站1尤其如此,通常选址的生存能力。1984年的边际冰带实验(MIZEX)北格陵兰海弗拉姆海峡的一个例外。ship-supported漂移,我们希望遇到一系列条件阐明浮冰的行为,因为它遇到开放的海洋。有多年浮冰漂流了大约三个星期后在6月底和7月初与海洋状况相当代表北极夏季浮冰,北风吹向南车站在前面,艾迪先前可见卫星图像的边缘(莫里森et al . 1987年)。水温在混合层从接近冰点上升到超过一定程度零上越过前面在年初一天191(图5.8)。在图5.8中,马克两盒6小时平均的数据块的摩擦速度在7米几乎相同,但温度和热通量是截然不同的。平均w光谱两种情况(图5.9)是相似的形状和大小,除了对融化(温暖)政权有明显转向更高的波数。如图所示,这意味着Xpeak较小,比率约为0.6。两个摩擦速度的垂直结构和Xpeak两个样本见图5.10。

当然,这是一个几乎奇异样本,但它提供了一个非常有用的模板看湍流尺度。的平均值湍流热通量191.125 7 m 6 h集中时间大约是475 wm-2,但这并不是先天的基础热的代表。可以估计的,然而,“three-equation解决方案”的界面通量数量在第六章中详细讨论,使用测量T, S,和u *,提供一个(水当量)基底融化约2.5厘米的速度在6小时期间从接口的热通量约350 W m - 2。反过来,这意味着浮力通量{wlb’) 0 ~ 2 x 10-7m2年代3,从(4.26),n * ~ 0.65。自全球范围(u * 0 / f)在每一种情况下是相同的,在外层的比例尺度应该去当n *。

独立自主的浮力通量估计可能是由测量u *和Xpeak通过考虑TKE生产(Ps = u * 3 / Xpeak)通过(5.3)和TKE耗散率计算,画在图5.11。正如下面所讨论的,我们经常发现在外层,剪切生产超过耗散。我们发现,

1这并不属于动力学在外层部分IOBL浮力与相当温和的熔化率可以大大限制了湍流混合穿透深度。

189年0

600厘米

5湍流尺度冰/海洋边界层的温度

5湍流尺度冰/海洋边界层的温度

192年

b

191 189.5 190 190.5

191.5

189年0

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c

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一个米

一个- - - - - -

1984 189.5 190 190.5 191年的一天

191.5

图5.8温度,盐度b, c和摩擦速度测量7 m以下的冰在MIZEX 1984项目格陵兰海边缘冰区域。数据一直在平均6小时(改编自McPhee 1994块。美国气象协会许可)

值计算的例子,时间189.875,热通量和熔化率足够低时假设中性稳定,p / e比率«1.67。如果我们假设相同的比率将在时间191.125如果没有浮力通量,Ps的期望值会由星号表示在图5.11。如果观测值之间的差异和中性估计代表了浮力水槽(Pb = - -0.22 (w 'b1)«| w公斤)其价值对应合理的估计融化率和浮力通量派生,基于混合层特征。

MIZEX 84 w光谱

图5.9 w光谱比较之前(189.875)和(191.125)穿越后的温度。光谱分析在无花果一样,3.9和5.6,与cx = 0.85(改编自McPhee 1994。美国气象协会许可)

图5.9 w光谱比较之前(189.875)和(191.125)穿越后的温度。光谱分析在无花果一样,3.9和5.6,与cx = 0.85(改编自McPhee 1994。美国气象协会许可)

一个

191.13

189.83

0.01

0.02

一个马克斯

b

1我

1。

13

图5.10摩擦速度的比较温暖冷水(189.83)和(191.13)在四层MIZEX 84。b。相应的湍流长度尺度源自山峰w光谱(改编自McPhee 1994。美国气象协会许可)

189 189.5 190 190.5 191 191.5 192年1984天

图5.11 MIZEX TKE生产和耗散的估计。箭头表示样本具有相似前后摩擦速度穿越热。星号是预期的191.125时间中性Ps(改编自McPhee 1994的价值。美国气象协会许可)

189 189.5 190 190.5 191 191.5 192年1984天

图5.11 MIZEX TKE生产和耗散的估计。箭头表示样本具有相似前后摩擦速度穿越热。星号是预期的191.125时间中性Ps(改编自McPhee 1994的价值。美国气象协会许可)

继续阅读:热通量测量和海冰的斯坦顿数

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