如何衡量海洋垂直速度?

Question

水平速度在海洋相对容易测量,哪些方法可用来测量垂直速度吗?有一些间接方法来估计垂直速度观测?

Answer 1

直接测量的三维洋流进行声学多普勒当前profiler (adcp)。adcp通常停泊和底部安装而不是舰载或连接到一个浮动的系泊最小化与垂直运动相关的垂直位移引起的海洋表面波。

ADCP不测量水平或垂直速度点但确定多普勒变化以及一般3至5声束倾斜(最常见的60°)从水平面和间隔的水平指南针。最典型的配置(Janus)包括四个正交bean。的暂停声波的多普勒频移测量倾斜速度反向散射粒子与水相对于移动仪器。对倾斜速度结合产生垂直和水平速度。基本的假设是,速度是水平均匀光束分离。其他工具(如Teledyne哨兵V ADCP)有一个集成第五梁提供第三个垂直速度测量。

间接估计的垂直速度可以通过多种方式获得。最常见的方法是利用质量守恒的原则(连续性方程中描述的答案,Neo)。$ $ \ dfrac{\部分w}{\部分z} = - \ dfrac{\偏u} {x} \部分——\ dfrac{\部分v}{\偏y} $ $ w美元的垂直速度。假设w = 0美元在底部,然后测量水平速度在整个水柱将给你一个估计的垂直速度。这种方法,虽然很有用,但往往产生很吵的结果作为海洋的垂直速度往往很小,蒙面的噪音水平测量。

最近推出了一个完全不同的方法克莱恩et al。(2009)。它使用表面Quasi-Geostrophic近似估计之间的尺度低频垂直速度20公里和400公里从地面到500米。所需的数据是一些高分辨率的海面高度(SSH,通常由卫星)和大规模的近似垂直分层。浮力的垂直速度估计方程在表面和深度的修改版本ω方程(Hoskins et al ., 1985)。

Answer 2

作为一个non-oceanographer,我可能从连续性的角度的方法。在每个方向通量之和必须等于0(质量守恒,基本上)。所以你可能会有一些测量在x和y方向上,至少可以给你一个估计的垂直速度给定的水柱,假设均匀横向和垂直的构图。你不得不做出的假设有更多,比如什么是合理的水柱尺寸,我无法得知。

虽然我不会使用这一篇科学论文,我打赌它将是一个足够好的初始计算,看看一些问题值得做一个更精确的方法。

只是一个想法…肯定不是一个明确的答案。