Effects of Ambient Turbulence on Interleaving at a Baroclinic Front
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In this paper the authors investigate the action of ambient turbulence on thermohaline interleaving using both theory and numerical calculations in combination with observations from Meddy Sharon and the Faroe Front. The highly simplified models of ambient turbulence used previously are improved upon by allowing turbulent diffusivities of momentum, heat, and salt to depend on background gradients and to evolve as the instability grows. Previous studies have shown that ambient turbulence, at typical ocean levels, can quench the thermohaline interleaving instability on baroclinic fronts. These findings conflict with the observation that interleaving is common in baroclinic frontal zones despite ambient turbulence. Another challenge to the existing theory comes from numerical experiments showing that the Schmidt number for sheared salt fingers is much smaller than previously assumed. Use of the revised value in an interleaving calculation results in interleaving layers that are both weaker and thinner than those observed. This study aims to resolve those paradoxes. The authors show that, when turbulence has a Prandtl number greater than unity, turbulent momentum fluxes can compensate for the reduced Schmidt number of salt fingering. Thus, ambient turbulence determines the vertical scale of interleaving. In typical oceanic interleaving structures, the observed property gradients are insufficient to predict interleaving growth at an observable level, even when improved turbulence models are used. The deficiency is small, though: gradients sharper by a few tens of percent are sufficient to support instability. The authors suggest that this is due to the efficiency of interleaving in erasing those property gradients. A new class of mechanisms for interleaving, driven by flow-dependent fluctuations in turbulent diffusivities, is identified. The underlying mechanism is similar to the well-known Phillips layering instability; however, because of Coriolis effects, it has a well-defined vertical scale and also a tilt angle opposite to that of finger-driven interleaving.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».