Mixing of tracers in stratified sheared flows     
Notice bibliographique
Résumé
Understanding small-scale turbulent mixing in the ocean is fundamental for accurately modeling oceanic processes, predicting currents, and managing marine ecosystems. Global and regional ocean models rely on parameterizing turbulent mixing, yet this remains a significant source of uncertainty due to technical constraints and model-specific empirical assumptions. Furthermore, when coupled with biogeochemical models, a uniform mixing parameterization is typically applied to all tracers, overlooking the distinct properties of each. This study investigates the influence of turbulent mixing on macroscopic scales and examines the role of molecular diffusion coefficients, which are intrinsically the only irreversible processes affecting passive tracers. Using the CROCO model in a non-hydrostatic, compressible configuration, we conduct direct 3D numerical simulations of turbulence and mixing driven by Kelvin-Helmholtz instabilities. The analysis is based on tracking the properties of fluid particles in a tracer-density space and calculating an effective diffusion coefficient to quantify how fine-scale mixing impacts larger scales redistribution of tracer. The macroscopic scale is associated with the adiabatic rearrangement of the 3D density field into a stable 1D profile, following Lorenz rearrangement. The evolution of these 1D profiles, which only occurs during irreversible mixing, forms the basis for calculating the effective diffusion coefficient. Both theoretical considerations and numerical results in simplified configurations demonstrate that when the molecular diffusion coefficients for tracers and density are equal, the macroscopic effective diffusivity deduced from the density field can be applied to the passive tracer. To evaluate this principle of equality of macroscopic diffusivity, we conduct an experimental study of a gravity current in a large tank (3x0.15x0.2 meters) using a dual light attenuation technique to simultaneously observe the density and passive tracer fields. The same domain is simulated in the numerical model, enabling direct comparisons of mixing dynamics between experimental and numerical gravity currents. Results highlight the critical role of transverse instabilities in driving irreversible mixing. The latter locally modify mixing at macroscopic scale and possibly alter the equality principle.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».