Goldilocks mixing in oceanic shear-induced turbulent overturns
Goldilocks mixing in oceanic shear-induced turbulent overturns
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海洋剪切引起的湍流翻转中的金发姑娘混合
DOI：
10.1017/jfm.2021.740
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Mashayek A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mashayek A
我们提出了一个新的，简单的和物理动机的参数化，根据索普和Ozmidov尺度的比例，不可逆的湍流通量系数。重要的是，虽然浮力效应仍然是显着的领先秩序的湍流动力学在这个中间阶段，在流动中的边际平衡，确保湍流混合的（密度）标量仍然有效地“锁定”的湍流混合的动量。我们通过与六个海洋学数据集的比较，跨越各种湍流生成制度和广泛的地理位置和深度，为我们的参数化提供支持证据。使用这些观测结果，我们强调的意义参数化一个固有的可变通量系数捕获湍流通量与罕见的充满活力，但从根本上剪切驱动（因此不强烈分层）的翻转，使总混合不成比例的贡献。我们还强调了年轻的湍流补丁的参数化连接的小尺度物理混合，如海洋环流和示踪剂预算的大规模应用的代表性的重要性。因此，剪切引起的湍流是世界海洋中不可逆混合的核心，显然甚至接近海底，理解混合事件的内在时间依赖性和演变至关重要：历史对混合很重要。
We present a new, simple and physically motivated parameterization, based on the ratio of Thorpe and Ozmidov scales, for the irreversible turbulent flux coefficient . Importantly, although buoyancy effects are still significant at leading order for the turbulent dynamics during this intermediate phase, the marginal balance in the flow ensures that the turbulent mixing of the (density) scalar is nevertheless effectively ‘locked’ to the turbulent mixing of momentum. We present supporting evidence for our parameterization through comparison with six oceanographic datasets that span various turbulence generation regimes and a wide range of geographical location and depth. Using these observations, we highlight the significance of parameterizing an inherently variable flux coefficient for capturing the turbulent flux associated with rare energetic, yet fundamentally shear-driven (and so not strongly stratified) overturns that make a disproportionate contribution to the total mixing. We also highlight the importance of representation of young turbulent patches in the parameterization for connecting the small scale physics to larger scale applications of mixing such as ocean circulation and tracer budgets. Shear-induced turbulence is therefore central to irreversible mixing in the world's oceans, apparently even close to the seafloor, and it is critically important to appreciate the inherent time dependence and evolution of mixing events: history matters to mixing.
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影响因子：
5.2
作者：
L. Cimoli;Colm‐cille P. Caulfield;H. Johnson;D. Marshall;A. Mashayek;A. N. Naveira Garabato;C. Vic
通讯作者：
L. Cimoli;Colm‐cille P. Caulfield;H. Johnson;D. Marshall;A. Mashayek;A. N. Naveira Garabato;C. Vic
DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
L. Clement;A. Thurnherr;L. S. Laurent
通讯作者：
L. S. Laurent
分层大气和海洋剪切流中的湍流转变：雷诺数和普朗特数对机制的控制
DOI：
--
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Mashayek;W. Peltier
通讯作者：
W. Peltier
分层流体中的湍流混合：层形成和能量学
影响因子：
3.7
作者：
Young‐Gyu Park;J. Whitehead;Anand Gnanadeskian
通讯作者：
Anand Gnanadeskian
影响因子：
3.7
作者：
J. Olsthoorn;S. Dalziel
通讯作者：
S. Dalziel