Breaking Internal Waves and Ocean Diapycnal Diffusivity in a High-Resolution Regional Ocean Model: Evidence of a Wave-turbulence Cascade
Notice bibliographique
Résumé
While the primary origin of ocean diapycnal diffusivity is commonly attributed to stratified turbulence induced by breaking internal waves (IWs), verifying diffusivity values in ocean circulation models within specific geographical regions remains challenging due to limited microstructure measurements. Recent analyses of a downscaled global ocean simulation into higher-resolution regional setups northeast of Hawaii, reveal a notably enhanced fit between simulated IW spectra and in-situ profiler measurements like the Garrett-Munk spectrum [Nelson et al. (2020), Pan et al. (2020), Thakur et al. (2022)]. In this study, we utilize this dynamically downscaled ocean simulation to scrutinize the dynamics of IW-breaking and the wave-turbulence cascade in this region explicitly. Employing a modified version of the Kappa Profile Parameterization (KPP), we infer the horizontally-averaged vertical profile of diapycnal diffusivity. Comparing this inferred profile to the background profile used in low-resolution coupled climate models—such as the Community Earth System Model (CESM) by the US National Center for Atmospheric Research (NCAR)—is a central aspect of our investigation. Our exploration reveals that the wavefield in the high-resolution regional domain is dominated by a well-resolved spectrum of low-mode IWs, predictable through appropriate eigenvalue computations for stratified flow. Finally, we propose a novel tentative approach to enhance the KPP parameterization. This approach holds promise for refining our understanding of diapycnal diffusivity, offering valuable insights for improving ocean circulation models. References: AD Nelson, BK Arbic, D Menemenlis, WR Peltier, MH Alford, N Grisouard, and JM Klymak. Improved internal wave spectral continuum in a regional ocean model. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(5):e2019JC015974, 2020. Yulin Pan, Brian K Arbic, Arin D Nelson, Dimitris Menemenlis, WR Peltier, Wentao Xu, and Ye Li. Numerical investigation of mechanisms underlying oceanic internal gravity wave power-law spectra. Journal of Physical Oceanography, 50(9):2713–2733, 2020. Ritabrata Thakur, Brian K Arbic, Dimitris Menemenlis, Kayhan Momeni, Yulin Pan, W Richard Peltier, Joseph Skitka, Matthew H Alford, and Yuchen Ma. Impact of vertical mixing parameterizations on internal gravity wave spectra in regional ocean models. Geophysical Research Letters, 49(16): e2022GL099614, 2022.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».