Observations of damping and scattering of low mode internal waves in the ocean

Abstract

Interne Schwerewellen treten überall im geschichteten Ozean auf und können sich Tausende von Kilometern von ihrem Entstehungsort ausbreiten, wobei sie Energie transportieren bevor sie brechen. Das Brechen interner Wellen führt zu einer diapyknischen Vermischung, die bei verschiedenen klimarelevanten Prozessen eine wichtige Rolle spielt. Ich untersuche die zeitliche Variabilität interner Wellen in der halbtägigen Frequenz M2, die durch barotrope Gezeiten erzeugt werden und in der Nähe der durch Wind generierten internen Wellen nahe der Inertialfrequenz f, in einer Region mit hoher interner Wellenenergie innerhalb eines Gezeitenstrahls südlich der Azoren. Zur Durchführung der Messungen wurde eine fast zwei jährige Verankerung eingesetzt, die die Eigenschaften der ersten beiden vertikalen Moden des internen Wellenfeldes auflösen kann. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen wurden verwendet um Änderungen in der Amplitude, Richtung und Kohärenz des Energieflusses, der modalen Struktur des Gezeitenstrahls und die Auswirkungen mehrerer Ereignisse, die während dieser Messungen auftraten, zu analysieren. Die gesammelten Ergebnisse dieser Analysen werden mit Energieflüssen aus einem 1/10° globalem Ozeanzirkulationsmodell (STORMTIDE2) und Energieflüssen aus der Satellitenaltimetrie verglichen. Die Beobachtungen unterstützen die Hypothese, dass Wechselwirkungen mit Wirbeln den inkohärenten Teil des Energieflusses erhöhen und Energie von niedrigen Moden in höhere Moden übertragen, was zu einer erhöhten lokalen Dissipation führen kann. Daher scheint es unvermeidlich, dass zukünftige Ozeanmodelle eine energetisch konsistentere Parametrisierung der Wechselwirkungen der internen Gezeiten mit mesoskaligen Strömungen benötigen, um die zeitliche Variabilität der internen Wellen korrekt darzustellen. Diese Studie stellt einen Schritt zum Verständnis der Rolle der zeitlichen Variabilität interner Wellen zur Abschätzung der globalen Ozeanvermischung dar.