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A wind-driven model of the ocean surface layer with wave radiation physics

机译：波辐射物理海面层的风力驱动模型

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摘要

Surface windstress transfers energy to the surface mixed layer of the ocean, and this energy partly radiates as internal gravity waves with near-inertial frequencies into the stratified ocean below the mixed layer where it is available for mixing. Numerical and analytical models provide estimates of the energy transfer into the mixed layer and the fraction radiated into the interior, but with large uncertainties, which we aim to reduce in the present study. An analytical slab model of the mixed layer used before in several studies is extended by consistent physics of wave radiation into the interior. Rayleigh damping, controlling the physics of the original slab model, is absent in the extended model and the wave-induced pressure gradient is resolved. The extended model predicts the energy transfer rates, both in physical and wavenumber-frequency space, associated with the wind forcing, dissipation in the mixed layer, and wave radiation at the base as function of a few parameters: mixed layer depth, Coriolis frequency and Brunt-Vaisala frequency below the mixed layer, and parameters of the applied windstress spectrum. The results of the model are satisfactorily validated with a realistic numerical model of the North Atlantic Ocean.
机译：表面风力转移到海洋的表面混合层的能量，并且该能量部分地作为内部重力波辐射，其具有近惯性频率进入混合层下方的分层海洋，其中可用于混合。数值和分析模型提供了能量转移到混合层的估计，并且辐射到内部的馏分，但具有大的不确定性，我们的目的是减少本研究。在几种研究之前使用的混合层的分析板模型通过将波辐射的一致物理学延伸到内部。瑞利阻尼，控制原始板式模型的物理，在扩展模型中不存在，并且解决了波引起的压力梯度。扩展模型在物理和波数 - 频率空间中预测能量传递速率，两者在与风迫使，混合层中的风迫使，耗散耗散，以及底座的波辐射，以及少数参数：混合层深度，科里奥利频率和结合层低于混合层的频率，以及应用的风声光谱的参数。该模型的结果与北大西洋的现实数值模型令人满意地验证。

著录项

  • 来源
    《Ocean Dynamics》 |2020年第8期|1067-1088|共22页
  • 作者

    Dirk Olbers; Philipp Jurgenowski; Carsten Eden;

  • 作者单位

    Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research Bremerhaven Germany MARUM - Center for Marine Environmental Sciences Universitaet Bremen Bremen Germany;

    Institut fuer Meereskunde Universitaet Hamburg Hamburg Germany;

    Institut fuer Meereskunde Universitaet Hamburg Hamburg Germany;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Wind-driven internal gravity waves; Wave radiation physics;

    机译：风驱动的内部重力波;波浪辐射物理学;

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