Einfangen eines Küstendichtefronts durch die bodennahe Grenzschicht

Die Dynamik eines Dichtefronts von der Oberfläche bis zum Boden auf einem gleichmäßig geneigten Kontinentalshelf und die Rolle der Dichteadvektion in der bodennahen Grenzschicht werden mit Hilfe eines dreidimensionalen, primitiven Gleichungs-numerischen Modells untersucht. Die Front entsteht durch die Festlegung eines lokalisierten Süßwasserzuflusses durch die Küstengrenze. Der resultierende Süßwasserstrahl wendet sich antizyklonisch und bewegt sich entlang der Küste, was einen Offshore-Transport in der bodennahen Grenzschicht erzeugt, der Süßwasser aufs Meer hinausführt und eine scharfe Dichtefront von der Oberfläche bis zum Boden schafft, mit einem an der Oberfläche verstärkten entlang des Regals strömenden Jet über der Front. Der Offshore-Schwereflux in der bodennahen Grenzschicht bewegt die Front aufs Meer hinaus, bis sie eine Tiefe erreicht, in der die vertikale Scherung innerhalb der Front zu einer Umkehrung der quer zum Regalausfluss führenden Geschwindigkeit am landwärts gerichteten Rand der Front führt. Folglich verschwindet der Offshore-Schwereflux in der bodennahen Grenzschicht landwärts der Front. Innerhalb der Front wird ein stabiler Gleichgewichtszustand in der bodennahen Grenzschicht zwischen vertikaler Mischung und onshore Advektion der Dichte hergestellt. An diesem Punkt ist die Front „eingefangen“ an einer Isobathe; das heißt, die Front bleibt parallel zur Isobathe und bewegt sich nicht weiter aufs Meer hinaus. Der Standort der gefangenen Front stimmt mit einfachen thermischen Winddynamiken überein. Der grundlegende Mechanismus des Fronteneinfangens dominiert die Dynamik über ein breites Spektrum an Zuflussgeschwindigkeiten und Dichten (einschließlich sehr schwacher Dichteanomalien) und deutet darauf hin, dass die Advektion der Dichte in der bodennahen Grenzschicht eine wichtige Rolle in der Zirkulation auf vielen Kontinentalschelfen spielen könnte, selbst wenn die bodennahe Grenzschicht im Vergleich zur Gesamttiefe des Wassers dünn ist.