Transient convection in upper lake sediments produced by internal seiching
Transient convection in upper lake sediments produced by internal seiching
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内水冲作用在湖上游沉积物中产生的瞬态对流
DOI：
10.1029/2009gl040064
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发表时间：
2009
影响因子：
5.2
通讯作者：
S. Golosov
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kirillin;G.. C. Engelhardt;S. Golosov
我们提出的第一个证据，在湖泊沉积物中的假潮振荡引起的自由对流发展。孔隙水对流的出现表现为在底部斜坡上方的周期性假潮驱动的冷深水上涌期间向上热通量的增加。无量纲对流热通量与瑞利数的平方根成正比，表明流体中的Rayleigh-Benard自由对流和多孔介质中的Horton-Rogers-Lapwood对流之间的对流流动的中间特征。根据尺度分析，假潮引起的孔隙水对流可以使湖泊沉积物和水柱之间的溶解物质交换增强1000倍。在湖泊过程中，沉积物中的瞬时对流可以显着影响营养物质循环，溶解气体的水-沉积物交换和底栖微生物活动。
We present the first evidence of free convection development in lake sediments caused by seiche oscillations. Appearance of the pore water convection is manifested by increase in the upward heat flux during periodical seiche‐driven upwelling of cold deep water over the bottom slope. The dimensionless convective heat flux scales favorably with the square root of the Rayleigh Number, suggesting an intermediate character of the convective flow between the Rayleigh‐Benard free convection in fluid and the Horton‐Rogers‐Lapwood convection in porous media. According to the scaling analysis, the seiche‐induced pore water convection could intensify up to 1000 times the dissolved matter exchange between lake sediment and water column. Among lake processes that can be significantly affected by the transient convection in sediments are the nutrients cycle, the water‐sediments exchange of dissolved gases and the benthic microbial activity.
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