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Using Energy Dissipation Rate to Obtain Active Whitecap Fraction

机译：利用能量耗散率获得有效的白帽分数

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Active and total whitecap fractions quantify the spatial extent of oceanic whitecaps in different lifetime stages. Total whitecap fraction W includes both the dynamic foam patches of the initial breaking and the static foam patches during whitecap decay. Dynamic air-sea processes in the upper ocean are best parameterized in terms of active whitecap fraction W-A associated with actively breaking crests. The conventional intensity threshold approach used to extract W-A from photographs is subjective, which contributes to the wide spread of W-A data. A novel approach of obtaining W-A from energy dissipation rate epsilon is proposed. An expression for W-A is derived in terms of energy dissipation rate W-A(epsilon) on the basis of the Phillips concept of breaking crest length distribution. This approach allows more objective determination of W-A using the breaker kinematic and dynamic properties yet avoids the use of measuring breaking crest distribution from photographs. The feasibility of using W-A(epsilon) is demonstrated with one possible implementation using buoy data and a parametric model for the energy dissipation rate. Results from W-A(epsilon) are compared to W-A from photographic data. Sensitivity analysis quantifies variations in W-A estimates caused by different parameter choices in the W-A(epsilon) expression. The breaking strength parameter b has the greatest influence on the W-A(epsilon) estimates, followed by the breaker minimal speed and bubble persistence time. The merits and caveats of the novel approach, possible improvements, and implications for using the W-A(epsilon) expression to extract W-A from satellite-based radiometric measurements of W are discussed.
机译：活跃的白帽和总的白帽部分量化了不同生命阶段的海洋白帽的空间范围。总的白帽级分W既包括初始破裂的动态泡沫斑块，也包括白帽衰减期间的静态泡沫斑块。上层海洋的动态海-空过程最好根据与主动破裂的波峰相关的活动白帽部分W-A进行参数化。用于从照片中提取W-A的常规强度阈值方法是主观的，这有助于W-A数据的广泛传播。提出了一种从能量耗散率ε获得W-A的新方法。 W-A的表达式是基于Phillips打破波峰长度分布的概念，根据能量耗散率W-A（ε）得出的。这种方法允许使用断路器的运动学和动态特性更客观地确定W-A，但避免使用测量照片的断裂波峰分布的方法。通过使用浮标数据和能量耗散率参数模型的一种可能的实施方式，证明了使用W-A（ε）的可行性。将W-A（ε）的结果与摄影数据中的W-A进行比较。灵敏度分析可量化W-A（epsilon）表达式中不同参数选择导致的W-A估计值变化。断裂强度参数b对W-A（ε）估计值影响最大，其次是破碎机最小速度和气泡持续时间。讨论了该新方法的优缺点，可能的改进，以及使用W-A（epsilon）表达从基于卫星的W辐射测量中提取W-A的含义。

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