Inertia-gravity-wave diffusion by geostrophic turbulence: the impact of flow time dependence
Inertia-gravity-wave diffusion by geostrophic turbulence: the impact of flow time dependence
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地转湍流引起的惯性重力波扩散：流动时间依赖性的影响
DOI：
10.1017/jfm.2023.83
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Cox M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cox M
三维惯性重力波被湍流地转流散射，导致它们的作用通过波矢空间中的近似扩散过程重新分布。Kafiabad等人得到了相应的扩散系数张量。(《流体力学》，第869卷，2019，R7)在与时间无关的地转流的假设下。我们放宽这一假设，以研究波动作用在恒定频率锥上的弱扩散是如何影响波动能量分布的，这种扩散是由地转流的缓慢时间依赖性引起的。我们发现，由单频波强迫产生的定常波能谱局限在恒频锥体周围的薄边界层内，其厚度由地转流的加速度谱控制。我们得到了波能谱的显式解析公式，它与Boussinesq方程的高分辨率模拟结果符合得很好。
The scattering of three-dimensional inertia-gravity waves by a turbulent geostrophic flow leads to the redistribution of their action through what is approximately a diffusion process in wavevector space. The corresponding diffusivity tensor was obtained by Kafiabad et al. (J. Fluid Mech., vol. 869, 2019, R7) under the assumption of a time-independent geostrophic flow. We relax this assumption to examine how the weak diffusion of wave action across constant-frequency cones that results from the slow time dependence of the geostrophic flow affects the distribution of wave energy. We find that the stationary wave-energy spectrum that arises from a single-frequency wave forcing is localised within a thin boundary layer around the constant-frequency cone, with a thickness controlled by the acceleration spectrum of the geostrophic flow. We obtain an explicit analytic formula for the wave-energy spectrum which shows good agreement with the results of a high-resolution simulation of the Boussinesq equations.
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地转湍流引起的惯性重力波的扩散
影响因子：
3.7
作者：
Kafiabad H
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Kafiabad H
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作者：
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通讯作者：
Young, William R.
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作者：
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通讯作者：
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DOI：
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期刊：
--
影响因子：
--
作者：
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Savva M
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P. Müller
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P. Müller