Modelagem da turbulência gerada pela quebra de ondas oceânicas

Abstract

Resumo. Trocas de massa e momentum entre o oceano e a atmosfera são significativamente influenciadas pela presença da agitação marítima. Experimentos em laboratório, assim com observações em alto mar, mostram que o crescimento da turbulência está associado ao aumento da agitação do mar eà quebra de ondas. Neste artigo, as formulações para a turbulência induzida pelas ondas foram aplicadas em um modelo unidimensional de camada limite com os fluxos parametrizados com a teoria de similaridade. Os resultados mostram que as ondas têm uma contribuição significativa na distribuição de momentum. Quando o efeito das ondasé considerado, a rugosidade do mar aumenta, reduzindo a velocidade do vento próximoà superfície em aproximadamente 25%. Essa reduçãoé consequência da maior transferência de momentum da atmosfera para o oceano.Palavras-chave. Stress turbulento, separação do escoamento do ar, quebra de ondas, transferência de momentum IntroduçãoAtualmente, há um crescente interesse por simulações de clima e previsão de tempo a médio e curto prazo com modelos numéricos acoplados oceano-atmosfera. Os transportes de massa (CO 2 , vapor e aerossóis), calor e momentum que cruzam a interface desses meios nos dois sentidos ocorrem em quantidades capazes de modificar significantemente a camada limite de ambos os lados, afetando a circulação atmosférica e oceânica, as condições meteorológicas e o clima. O fluxo de momentum para o oceano tem sido frequentemente incluído para simular correntes e ondas do mar, mas menos vezes no sentido oposto. Uma parte considerável do fluxo de momentum deve-seà presença da rugosidade da superfície do mar induzida pelas ondas e a parametrização desse efeito pode melhorar simulações de fenômenos meteorológicos sobre o mar, como por exemplo, depressões.

Influences of Polydisperse Sea Spray Size Distributions on Model Predictions of Air‐Sea Heat Fluxes

“…One primary interest is the quantification of spray's influence on the surface heat and moisture fluxes at the lower atmospheric boundary layer, in particular under high wind conditions, which is related to the formation and intensity of the tropical cyclones (Emanuel, 1986;Schade & Emanuel, 1999;Andreas & Emanuel, 2001;Emanuel, 2003;Gall et al, 2008;Bell et al, 2012;Richter & Stern, 2014). Recent studies also show the importance of spray effects on air-sea gas exchange (Andreas et al, 2016;Gonçalves & Innocentini, 2018;Monahan et al, 2017).…”