Sobre el intercambio de momento en el océano abierto

Resumen Este estudio investiga el intercambio de momento entre la atmósfera y el océano utilizando datos recopilados de cuatro experimentos de campo oceánicos. Se recopilaron estimaciones de covarianza directa de flujos de momento en los cuatro experimentos y perfiles de viento se recolectaron durante tres de ellos. El objetivo de la investigación es mejorar las parametrizaciones de la rugosidad de la superficie y del coeficiente de arrastre utilizados para estimar el estrés superficial a partir de fórmulas de volumen. Específicamente, se refina el algoritmo de flujo volumétrico COARE 3.0 del Experimento de Respuesta Acoplada Océano-Atmósfera (COARE) para crear COARE 3.5. Las mediciones marinas de cizalladura adimensional se utilizan para investigar la función de estabilidad bajo condiciones estables y convectivas. Luego se investiga el comportamiento de la rugosidad de la superficie en un rango más amplio de velocidades del viento (hasta 25 m s −1 ) y condiciones de olas que las disponibles en estudios de campo anteriores. La dependencia de la velocidad del viento del coeficiente de Charnock α en el algoritmo COARE se modifica a , donde m = 0.017 m −1 s y b = −0.005. Cuando se combina con una parametrización para flujo suave, esta formulación da mejor concordancia con las estimaciones de estrés de todos los programas de campo a todas las velocidades del viento, con una mejora significativa para velocidades del viento superiores a 13 m s −1 . También se investigan las parametrizaciones de la rugosidad de la superficie dependientes de la edad de la ola y la pendiente de la ola, pero la formulación dependiente de la velocidad del viento COARE 3.5 se ajusta bien a las observaciones sin ninguna información de las olas. Los datos disponibles proporcionan una razón simple de por qué las formulaciones dependientes de la velocidad del viento, la edad de la ola y la pendiente de la ola dan resultados similares: la edad de ola inversa varía casi linealmente con la velocidad del viento en condiciones de largo fetch para velocidades del viento de hasta 25 m s −1 .