The long-wave potential-vorticity dynamics of coastal fronts
The long-wave potential-vorticity dynamics of coastal fronts
复制标题
沿海锋面长波位涡动力学
DOI：
10.1017/jfm.2020.30
复制
发表时间：
2020
影响因子：
3.7
通讯作者：
Jamshidi S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jamshidi S
本文使用具有分段恒定位涡的层准地转模型，研究了存在垂直海岸的情况下自由长波在位涡锋面上的传播。海岸边界通过图像涡度和开尔文波引起流动，这两者都可以增强或对抗前方的罗斯贝波动力学。前沿的行为很大程度上取决于这三种机制的相对强度，这在我们的模型中是明确的。最丰富的行为，包括扭结孤子（压缩冲击）和复合波结构，发生在涡旋效应占主导地位的区域。前沿的演化由包含一阶色散效应的全非线性有限振幅方程描述，该方程与修正的 Korteweg-de Vries 方程相关。使用黎曼问题的典型示例对不同的行为进行分类，我们使用 El 的“分散冲击拟合”技术对其进行分析。等值线动力学模拟表明，色散长波理论能够高精度地捕捉整个准地转系统的行为。
This paper studies the propagation of free, long waves on a potential vorticity front in the presence of a vertical coast, using a -layer, quasi-geostrophic model with piecewise-constant potential vorticity. The coastal boundary induces flow through image vorticity and a Kelvin wave, either of which can reinforce or oppose the Rossby wave dynamics at the front. The behaviour of the front depends strongly on the relative strengths of these three mechanisms, which are explicit in our model. The richest behaviour, which includes kink solitons (under-compressive shocks) and compound-wave structures, occurs in the regime where vortical effects are dominant. The evolution of the front is described by a fully nonlinear finite-amplitude equation including first-order dispersive effects, which is related to the modified Korteweg–de Vries equation. The different behaviours are classified using the canonical example of the Riemann problem, which we analyse using El’s technique of ‘dispersive shock-fitting’. Contour-dynamic simulations show that the dispersive long-wave theory captures the behaviour of the full quasi-geostrophic system to a high degree of accuracy.
登录
查看更多内容
DOI：
--
发表时间：
1986
期刊：
影响因子：
--
作者：
L. Pratt;M. Stern
通讯作者：
M. Stern
影响因子：
3.7
作者：
E. Johnson;O. Southwick;N. R. McDonald
通讯作者：
E. Johnson;O. Southwick;N. R. McDonald
分散冲击波
影响因子：
--
作者：
M. Hoefer;M. Ablowitz
通讯作者：
M. Ablowitz
轮廓手术：使用轮廓动力学进行扩展积分的拓扑重连接方案
DOI：
--
发表时间：
1988
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Dritschel
通讯作者：
D. Dritschel
经过地形的跨临界浅水流：有限振幅理论
影响因子：
3.7
作者：
G. El;R. Grimshaw;N. F. Smyth
通讯作者：
N. F. Smyth