uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Large eddy simulation of the atmosphere in the presence of surface waves
(Meteorologi, AWEP)
2011 (English)Report (Other academic)
Abstract [en]

The marine atmospheric boundary layer is influenced by a myriad of both large- and small-scale physical processes. Ocean waves constitute the boundary between processes in the ocean and in the atmosphere. Typically two types of waves on the ocean surface are distinguished from each other: wind sea and swell. When waves are being generated and grow they are called wind sea and when they propagate away from their generation area they are called swell waves.

Air-sea interaction processes such as energy and momentum exchange have been found to be wave field dependent and this increases the variability of air-sea exchange, especially in low wind conditions when swell waves can propagate faster than the overlaying wind. Other processes such as wind shear and surface heat flux is however also well-known to influence turbulence in the atmospheric boundary layer and surface exchange processes. Direct measurements are unarguably the most reliable way to estimate the surface exchange. Measurements can, however, often be difficult to interpret and therefore numerical simulations can be used as a tool for investigating the complex interaction between various processes that occurs within the marine boundary layer.

A better understanding of how different air-sea processes can act by themselves or interact with each other to enhance or reduce surface exchange could be of interest from a global climatological point of view because 70% of earth's surface is covered by ocean.

In this introductory essay the governing equations for atmospheric motions is reviewed and Large Eddy Simulation is introduced as a research tool for high-Reynolds number turbulent flow. Some theories about turbulence are briefly mentioned. The main focus is kept on influences from surface waves as reported from recent work.

Abstract [sv]

Det marina atmosfäriska gränsskiktet är påverkat av en mängd processer både storskaliga och småskaliga. Havsvågor utgör gränsen mellan processer som pågår i havet och i atmosfären. Två typer av vågor brukar normalt åtskiljas från varandra: dyningsvågor och vindsjö. När vågor skapas och tillväxer kallas de vindsjö och när de rör sig bort från det område där de skapats kallas de dyning.

Interaktionen mellan luft och vatten skapar ett utbyte av energi och rörelsemängd som bland annat beror på hur vågfältet ser ut och beter sig. Detta leder till ökad variabilitet i utbytet, speciellt i förhållanden med låg vind när dyningsvågor rör sig snabbare än vinden ovan. Andra processer så som vindskjuvning och uppvärmning eller avkylning av ytor är också välkänt att påverka utbytesprocesser och turbulensen i det atmosfäriska gränsskiktet. Direkta mätningar är utan tvekan det mest tillförlitliga sättet att uppskatta hur stort utbyte som sker. Mätningar kan dock ofta vara svåra att tolka och därför kan numeriska beräkningar användas som ett verktyg för att undersöka den komplexa interaktion som pågår mellan olika processer inom det marina gränsskiktet.

En bättre förståelse för hur olika processer kan påverka och interagera med varandra och därmed påverka utbyten mellan hav och atmosfär kan vara av intresse från en klimatologisk synvinkel eftersom 70% av jordens yta är täckt av hav.

I denna introduktionsuppsats ges en introduktion till de styrande ekvationerna och Large Eddy Simulering som ett forskningsverktyg för att studera turbulenta flöden med högt Reynolds tal. En del turbulensteori tas upp i korthet. Huvudfokus är dock på påverkan från ytvågor som det nyligen har rapporterats om.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 37 p.
National Category
Meteorology and Atmospheric Sciences
Research subject
Meteorology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-172634OAI: oai:DiVA.org:uu-172634DiVA: diva2:515255
Note

Department of Earth Sciences, Uppsala University, Sweden

Introductory essay

Available from: 2012-04-12 Created: 2012-04-12

Open Access in DiVA

No full text

Authority records BETA

Nilsson, Erik

Search in DiVA

By author/editor
Nilsson, Erik
Meteorology and Atmospheric Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 403 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf