Measurements of nearshore ocean-surface kinematics through coherent arrays of free-drifting buoys
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Surface gravity wave breaking occurs along coastlines in complex spatial and temporal patterns that significantly impact erosion, scalar transport, and flooding. Numerical models are used to predict wave breaking and associated processes but many lack sufficient evaluation with observations. To fill the need for more nearshore wave measurements, we deployed coherent arrays of small-scale, free-drifting buoys named microSWIFTs. The microSWIFT is a small buoy equipped with a GPS module to measure the buoy's position, horizontal velocities, and an inertial measurement unit (IMU) to directly measure the buoy's rotation rates, accelerations, and heading. Measurements were collected over a 27 d field experiment in October 2021 at the US Army Corps of Engineers Field Research Facility in Duck, NC. The microSWIFTs were deployed as a series of coherent arrays, meaning they all sampled simultaneously with a common time reference, leading to a rich spatial and temporal dataset during each deployment. Measurements spanned offshore significant wave heights ranging from 0.5 to 3 m and peak wave periods ranging from 5 to 15 s over the entire experiment. The completed dataset consists of 67 deployment files that contain 971 drift tracks that contain all associated data. We use an attitude and heading reference system (AHRS) 9-degrees-of-freedom Kalman filter to rotate the measured accelerations from the reference frame of the buoy to the Earth reference frame. We then use the corrected accelerations to compute the vertical velocity and sea-surface elevation. We give example evaluations of wave spectral energy density estimates from individual microSWIFTs compared with a nearby acoustic wave and current (AWAC) sensor. A zero-crossing algorithm is applied to each buoy time series of sea-surface elevation to extract realizations of measured surface gravity waves, yielding 116 307 wave realizations throughout the experiment. We also compute significant wave height estimates from the aggregate wave realizations and compare these estimates with the nearby AWAC estimates. An example of spatial variability in cross-shore velocity and vertical acceleration is explored. Wave-breaking events, detected by high-intensity vertical acceleration peaks, are explored, and the cross-shore distribution of all breaking events detected in the experiment is shown. A total of 3419 wave-breaking events were detected across the entire experiment. These data are available at https://doi.org/10.5061/dryad.hx3ffbgk0 (Rainville et al., 2023) and will be used to investigate nearshore wave kinematics, transport of buoyant particles, and wave-breaking processes.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| 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 ».