Laboratory measurements of the flow beneath microscale breaking waves
Notice bibliographique
Résumé
Microscale breaking wave are short gravity waves that break without air entrainment. Microscale breaking waves occur at low to moderate wind speeds (i.e. 4–12 m s−1) and are typically O(0.1–1)m in length. This work reports on a series of laboratory experiments investigating the flow field beneath microscale breaking waves. In this study, surface temperature measurements were made using infrared imagery and the two-dimensional velocity fields were simultaneously measured using digital particle image velocimetry (DPIV). Microscale breaking was found to generate strong near-surface vortices that produced the wakes visible in the IR images. The fractional area coverage of the wakes generated by microscale breaking waves was closely correlated with the wave slope and the turbulent kinetic energy, demonstrating that as the wind speed increases, the waves become steeper and this leads to more microscale wave breaking, which enhances near-surface turbulence. At a wind speed of 4.5 m s−1, 11% of the waves were microscale breaking waves, whereas, 91% of the waves were microscale breaking waves at a wind speed of 11.0 m s−1. It was shown that on average, microscale breaking waves are significantly larger in amplitude and steeper than non-breaking waves and that the turbulent kinetic energy generated by a microscale breaking wave was up to a factor of two larger than that generated by a non-breaking wave. The coherent structures generated by wind wave were detected and their statistical properties were used as an input to the surface renewal model to predict air-water gas transfer velocities. The predicted transfer velocities increased by a factor of eight over the wind speed range 4.5 to 11.0 m s−1 and were comparable with measured values. Our laboratory results showed that at wind speeds greater than 7 m s −1, more than 80% of the waves were microscale breaking waves, that more than 86% of the near-surface turbulent kinetic energy and more than 90% of the air-water gas flux was due to microscale breaking waves. This led to the conclusion that microscale breaking waves may prove to be the dominant mechanism that controls the rates of air-sea gas and heat transfer.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| 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 ».