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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2785| Distribución horizontal de la velocidad vertical en remolinos de mesoescala Horizontal pattern of the vertical velocity field within mesoscale eddies | |
| KARINA JIMENEZ MENDEZ | |
| Enric Pallas Sanz | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| modelización numérica, velocidad vertical, remolinos de mesoescala, ecuación de omega numerical modelling, vertical velocity, mesoscale eddies, omega equation | |
| La distribución de la velocidad vertical (w) en remolinos anticiclónicos de mesoescala es analizada numéricamente con un modelo idealizado en plano-f, no-hidrostático, inviscido, y bajo la aproximación de Boussinesq que conserva explícitamente la vorticidad potencial y con un modelo realístico de la circulación regional del Golfo de México (NEMO; Nucleus for European Modelling of the Ocean). Se estudia la sensibilidad de la distribución de w a las condiciones iniciales de los remolinos simulados. Los forzamientos para w son examinados resolviendo la ecuación de omega generalizada apartir de campos tridimensionales de densidad y velocidad horizontal obtenidos con los modelos numéricos. La distribución de w es altamente dependiente de la distribución inicial de vorticidad potencial en el remolino. Remolinos elípticos y circulares aislados desarrollan distribuciones de w cuadrupolares y dipolares, respectivamente, mientras que en condiciones iniciales mixtas, como remolinos elípticos aislados, co-existen ambas distribuciones de w. La w puede ser interpretada en términos de la conservación de vorticidad potencial o, equivalentemente, en términos de forzamientos de la ecuación de omega, como la divergencia del vector-Q h, que representa el campo de deformación. Físicamente, en estas regiones de alta deformación se produce la rotura del balance geostrófico y con ello el desarrollo de movimientos verticales. La ecuación de omega generalizada explica bien la distribución horizontal de la w de los remolinos simulados aunque falla en el interior de los remolinos realísticos simulados con NEMO presumiblemente debido a las posibles fuentes de deformación resultantes de las interacciones con otros remolinos, ondas internas, y batimetría, no incluidas en el modelo idealizado. Esta investigación muestra, en contraste a conceptualizaciones simplificadas de la w en remolinos (bombeo de Ekman no-lineal, bombeo de remolino, interacción viento-remolino, entre otras), que las distribuciones de w en remolinos de mesoescala son complejas y se encuentran estrechamente relacionadas con el campo tridimensional de deformación. The distribution of vertical velocity (w) in mesoscale anticyclonic vortices is analyzed numerically with an idealized non-hydrostatic model, inviscid, and under the f-plane and Boussinesq approximations that explicitly conserves the potential vorticity and with a realistic model of regional circulation of the Gulf of Mexico (NEMO, Nucleus for European Modeling of the Ocean). The sensitivity of the w to the initial conditions is studied in the simulated vortices. Forcings for w are examined by solving the generalized omega equation using the three-dimensional density and horizontal velocity fields obtained from the numerical models. The w is largely driven by the initial distribution of potential vorticity in the vortex. Elliptical and circular isolated vortices develop quadrupolar and dipolar distributions of w, respectively, while for mixed initial conditions, like isolated elliptical vortices, both distributions coexist. The w can be interpreted in terms of the conservation of potential vorticity or, equivalently, in terms of forcings of the omega equation, as the divergence of the vector-Q h, which represents the deformation field. Physically, in these regions of large deformation, vertical movements arise in response to thermal wind imbalance. The generalized omega equation explains well the horizontal distribution of w within the simulated vortices although it fails reproducing the w in realistic vortices of NEMO. We argue that the possible sources of deformation arise from the interactions with other vortices, internal waves, and bathymetry, that are not included in the idealized model. This investigation shows, in contrast to simplified conceptualizations of w in vortices (Non-linear Ekman pumping, eddy pumping, wind-eddy interaction, among others), that the distributions of w in mesoscale vortices are complex, and tightly related to the three-dimensional deformation field. | |
| CICESE | |
| 2019 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Jiménez Méndez, K. 2019. Distribución horizontal de la velocidad vertical en remolinos de mesoescala. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 52 pp. | |
| FLUJO DE FLUÍDOS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| tesis_Jiménez Méndez Karina_22_feb_2019.pdf | Versión completa de la tesis | 11.76 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |