Ein Wellenzahl-Frequenzspektrum der oberen Ozeanscherung

Im Mai 1980 wurde vor der Küste Südkaliforniens eine 18-tägige Sequenz von ozeanischen Geschwindigkeitsprofilen erhoben. Die Messungen wurden mit einem Paar von Doppler-Sonaren durchgeführt, die auf der Forschungsplattform FLIP montiert und um 45° nach unten geneigt waren. Die Profile reichen bis zu einer Tiefe von 600 m. Die Tiefenauflösung beträgt ungefähr 30 m. Aus diesen Profilen wird das vertikale Wellenzahl-Frequenzspektrum des ozeanischen Scherfeldes, Φ(κ, ω)≡〈(∂u/∂z)2〉/dκdω, geschätzt. Das Scherspektrum wird zwischen den vertikalen Wellenzahlen 1/530 und 1/28 cpm aufgelöst. Es ist in der Frequenzregion, die nahe-inertiale Wellen und halbdiurnale Gezeiten umfasst, in der Wellenzahl bandbegrenzt. Bewegungen mit vertikaler Wellenlänge zwischen 100 und 300 m haben die größte Scherspektraldichte. Mit zunehmender Frequenz verschiebt sich das Band der energischsten Bewegung zu immer höheren Wellenzahlen. Bei Frequenzen über 8 cpd kann nur die niedrig-wellenzahlige Seite des energetischen Bands von den Sonaren aufgelöst werden. Die Wellenzahlabhängigkeit erscheint hier blau. Es ist unwahrscheinlich, dass die hochfrequente, hochwellenzahlige Scherung Ergebnis von linearer interner Wellenaktivität ist. Das Spektrum Φ(κ, ω) stimmt nicht mit früheren Schätzungen des Spektrums der isothermalen vertikalen Verschiebung überein, wenn man lineares internes Wellen-Skalierung anwendet. Das Spektrum der vertikalen Verschiebung wird mit zunehmender Frequenz progressiv roter (moden-dominierter) während das Scherspektrum progressiv blauer wird. Ohne Kenntnis der Dynamik dieser Bewegungen ist es unklug, die interne Wellen (WKB) Skalierung zu verwenden, um die vertikale Variation des Scherfeldes zu beschreiben.