Balance dynamics in rotating stratified turbulence
Notice bibliographique
Résumé
If classical quasigeostrophic (QG) flow breaks down at smaller scales, it gives rise to questions of whether higher-order nonlinear balance can be maintained, to what scale and for how long. These are naturally followed by asking how this is affected by stratification and rotation. To address these questions, we perform non-hydrostatic Boussinesq simulations where the initial data is balanced using the Baer–Tribbia nonlinear normal mode initialization scheme (NNMI), which is accurate to second order in the Rossby number, as the next-order improvement to first-order QG theory. The NNMI procedure yields an ageostrophic contribution to the energy spectrum that has a very steep slope. However, as time passes, a shallow range emerges in the ageostrophic spectrum when the Rossby number is large enough for a given Reynolds number. It is argued that this shallow range is the unbalanced part of the motion that develops spontaneously in time and eventually dominates the energy at small scales. If the initial flow is not nonlinearly balanced, the shallow range emerges at even lower Rossby number and it appears at larger scales. Through numerous simulations at different rotation and stratification, this study gives a clear picture of how energy is cascaded in different initially balanced regimes of rotating stratified flow. We find that at low Rossby number the flow mainly consists of a geostrophic part and a balanced ageostrophic part with a steep spectrum. As the Rossby number increases, the unbalanced part of the ageostrophic energy increases at a rate faster than the balanced part. Hence, the total energy spectrum displays a shallow range above a transition wavenumber. This wavenumber evolves to smaller values as rotation weakens.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 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 ».