Characteristics of the wind drift layer and microscale breaking waves
Notice bibliographique
Résumé
An experimental study, investigating the mean flow and turbulence in the wind drift layer formed beneath short wind waves was conducted. The degree to which these flows resemble the flows that occur in boundary layers adjacent to solid walls (i.e. wall-layers) was examined. Simultaneous DPIV (digital particle image velocimetry) and infrared imagery were used to investigate these near-surface flows at a fetch of 5.5 m and wind speeds from 4.5 to 11 m s−1. These conditions produced short steep waves with dominant wavelengths from 6 cm to 18 cm. The mean velocity profiles in the wind drift layer were found to be logarithmic and the flow was hydrodynamically smooth at all wind speeds. The rate of dissipation of turbulent kinetic energy was determined to be significantly greater in magnitude than would occur in a comparable wall-layer. Microscale breaking waves were detected using the DPIV data and the characteristics of breaking and non-breaking waves were compared. The percentage of microscale breaking waves increased abruptly from 11% to 80% as the wind speed increased from 4.5 to 7.4 m s−and then gradually increased to 90% as the wind speed increased to 11 m s−. At a depth of 1 mm, the rate of dissipation was 1.7 to 3.2 times greater beneath microscale breaking waves compared to non-breaking waves. In the crest–trough region beneath microscale breaking waves, 40% to 50% of the dissipation was associated with wave breaking. These results demonstrated that the enhanced near-surface turbulence in the wind drift layer was the result of microscale wave breaking. It was determined that the rate of dissipation of turbulent kinetic energy due to wave breaking is a function of depth, friction velocity, wave height and phase speed as proposed by Terrayet al. (1996). Vertical profiles of the rate of dissipation showed that beneath microscale breaking waves there were two distinct layers. Immediately beneath the surface, the dissipation decayed as ζ−0.7and below this in the second layer it decayed as ζ−2. The enhanced turbulence associated with microscale wave breaking was found to extend to a depth of approximately one significant wave height. The only similarity between the flows in these wind drift layers and wall-layers is that in both cases the mean velocity profiles are logarithmic. The fact that microscale breaking waves were responsible for 40%–50% of the near-surface turbulence supports the premise that microscale breaking waves play a significant role in enhancing the transfer of gas and heat across the air–sea interface.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».