The propagation and decay of a coastal vortex on a shelf
The propagation and decay of a coastal vortex on a shelf
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陆架上海岸涡的传播和衰减
DOI：
10.1017/jfm.2021.790
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Crowe M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Crowe M
海岸涡旋被模拟为沿沿着陆架传播的正压涡旋。如果涡流速度与任何沿海被困陆架波模式的相速度相匹配，则生成陆架波尾流，导致能量从涡流流入波场。使用一个简单的货架几何形状，我们确定的波尾流和波能量的领先阶通量的解析表达式。通过考虑涡与波场之间的能量平衡，在涡结构保持自相似的假设下，利用该能流对涡速度和涡半径的演化进行了解析预测。这些预测进行了检查，在小的旋转速率和货架斜率的渐近极限和测试对数值模拟。如果涡速度不匹配的相速度的任何货架波，稳定涡的解决方案，预计存在。我们提出了一个数值方法来寻找这些非线性的解决方案，并检查其结构的参数依赖性。
A coastal eddy is modelled as a barotropic vortex propagating along a coastal shelf. If the vortex speed matches the phase speed of any coastal trapped shelf wave modes, a shelf wave wake is generated leading to a flux of energy from the vortex into the wave field. Using a simple shelf geometry, we determine analytic expressions for the wave wake and the leading-order flux of wave energy. By considering the balance of energy between the vortex and wave field, this energy flux is then used to make analytic predictions for the evolution of the vortex speed and radius under the assumption that the vortex structure remains self-similar. These predictions are examined in the asymptotic limit of small rotation rate and shelf slope and tested against numerical simulations. If the vortex speed does not match the phase speed of any shelf wave, steady vortex solutions are expected to exist. We present a numerical approach for finding these nonlinear solutions and examine the parameter dependence of their structure.
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