Ein Vergleich von Turbulenzdaten eines U-Bootes und eines vertikalen Profilers

Die Dissipationsrate der kinetischen Energie, ε, wurde aus benachbarten und simultanen Messungen mit einem U-Boot und einem vertikalen Profiler geschätzt. Das U-Boot fuhr auf und ab durch die Wassersäule und maß sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Komponente der turbulenten Geschwindigkeit. Der Freifall-Profilermessungen erfasste zwei senkrechte, horizontale Komponenten. Der Mittelwert der Dissipationen der beiden Systeme, zwischen 50 und 120 m Tiefe entlang eines 25 km Transekts, unterschied sich um den Faktor 1,8. Dieser Unterschied war statistisch signifikant und führte uns dazu, die statistische Verteilung der Dissipationsschätzungen zu untersuchen. Für jedes Profil des U-Bootes und des vertikalen Profilers ist die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Dissipationsschätzungen bimodal und wird gut durch eine Mischung aus zwei lognormalen Verteilungen dargestellt. Diese Aufteilung der Daten ist eine Kombination aus einem aktiven Modus und einem relativ ruhenden Modus. Die Mittelwerte von ε für die dissipativeren Modi sind vergleichbar für das U-Boot und den vertikalen Profiler und übersteigen oft 20ρνN2. Die mittleren Raten des ruhenden Modus sind nicht alle gleich. Die Werte aus den vertikalen Geschwindigkeitskomponenten sind um eine Dekade kleiner als die anderen drei Schätzungen, die alle auf horizontalen Geschwindigkeitskomponenten basieren. Somit ist dieser niedrigere Modus der Turbulenz anisotrop. Alle Mittelwerte des unteren Modus sind kleiner als 20ρνN2. Der Effekt der Anisotropie auf die Dissipationsschätzungen ist nicht ausreichend, um die Unterschiede in der durchschnittlichen Dissipation zwischen den beiden Plattformen zu erklären. Der Unterschied beruhte auf der Heterogenität der Turbulenz über Kilometer-Skalen, die durch die dichtere räumliche Abtastung des U-Bootes aufgedeckt, aber nicht vom vertikalen Profiler erfasst wurde.