Submesoscale dynamics in tropical instability waves

Autor: Xavier Capet, Christophe E. Menkès, Patrick Marchesiello, Sean C. Kennan
Přispěvatelé: Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS NOUMEA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Science Foundation [Arlington] (NSF), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Rok vydání: 2011
Předmět:
Zdroj: Ocean Modelling
Ocean Modelling, 2011, 39 (1-2), pp.31-46. ⟨10.1016/j.ocemod.2011.04.011⟩
Ocean Modelling, Elsevier, 2011, 39 (1-2), pp.31-46. ⟨10.1016/j.ocemod.2011.04.011⟩
ISSN: 1463-5003
DOI: 10.1016/j.ocemod.2011.04.011⟩
Popis: International audience; Submesoscale dynamics in tropical instability waves (TIWs) of the Pacific ocean are analyzed from nested numerical simulations of increasing resolution (36 km, 12 km, and 4 km). It is shown that numerical convergence, as determined by an invariance of the kinetic energy (KE) spectrum with resolution, can be obtained for grid spacing around 10 km. This finding contrasts with mid-latitude simulations of submesoscale processes that do not converge even for grid spacing less than 1 km. The difference is associated with the larger Rossby radius of deformation at low latitudes due to the weaker Coriolis parameter. For the same reason, the mixed layer Rossby radius is larger as well, resulting in submesoscale mixed layer eddies (MLEs) with scales of 50-200 km. Similar to MLEs at mid-latitudes, those eddies that form at TIW fronts restratify the mixed layer by releasing available potential energy. They lead to an additional source of KE at submesoscale that is larger in the finer resolution simulations. At wavelengths smaller than the mesoscale peak of KE injection, a forward cascade of KE is evident in the simulations where three dynamical ranges are observed: a quasi-inertial range of slope k−2, a pre-dissipation range and a far-dissipation range. Numerical dissipation is evaluated and significant dissipation is found to occur in a pre-dissipation range, i.e., for wavenumbers well below the range where the KE spectrum tails off exponentially.
Databáze: OpenAIRE
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