Um Espectro de Número de Onda-Frequência do Cisalhamento da Camada Superior do Oceano

Em maio de 1980, uma sequência de 18 dias de perfis de velocidade oceânica foi obtida ao largo da costa do Sul da Califórnia. As medições foram feitas usando um par de sonar Doppler montados na plataforma de pesquisa FLIP e inclinados para baixo em 45°. Os perfis se estendem a uma profundidade de 600 m. A resolução de profundidade é de aproximadamente 30 m. A partir desses perfis, o espectro vertical de número de onda-frequência do campo de cisalhamento oceânico, Φ(κ, ω)≡〈(∂u/∂z)²〉/dκdω é estimado. O espectro de cisalhamento é resolvido entre números de onda verticais de 1/530 e 1/28 cpm. É limitado em banda no número de onda na região de frequência que abrange ondas quase-inerciais e marés semi-diurnas. Movimentos de comprimento de onda vertical entre 100 e 300 m têm a maior densidade espectral de cisalhamento. À medida que a frequência aumenta, a faixa de movimento mais energético se desloca para números de onda cada vez mais altos. Em frequências acima de 8 cpd, apenas o lado de baixo número de onda da faixa energética pode ser resolvido pelos sonares. A dependência do número de onda aqui aparenta ser azul. É improvável que o cisalhamento de alta frequência e alto número de onda seja resultado da atividade de ondas internas lineares. O espectro Φ(κ, ω) não é consistente com estimativas anteriores do espectro de deslocamento vertical de isotermas se a escala de ondas internas lineares for usada. O espectro de deslocamento vertical torna-se progressivamente mais vermelho (dominado por modos baixos) com o aumento da frequência, enquanto o espectro de cisalhamento se torna progressivamente mais azul. Ignorando a dinâmica desses movimentos, é imprudente usar a escala de ondas internas (WKB) para descrever a variação vertical do campo de cisalhamento.