内重力波 Garrett-Munk 谱中的能量级联
流体动力学
2025-09-05 v2 大气与海洋物理
摘要
我们基于波动力学方程中碰撞积分的数值计算，研究了内重力波（IGWs）的 Garrett-Munk 谱中由波三元组相互作用引起的谱能量传递。我们的数值计算建立在水平各向同性谱在共振流形上碰撞积分的化简之上。我们直接估算可用于海洋混合的下行尺度能量通量，其值与实际的小尺度参数化密切吻合。我们进一步将能量传递分解为不同机制的贡献，包括局部相互作用和三类非局部相互作用，即参数次谐不稳定性（PSI）、弹性散射（ES）和诱导扩散（ID）。通过对各类相互作用角色的分析，我们解决了关于频率前向级联机制和 GM76 谱零 ID 通量这两个长期存在的悖论。此外，我们的分析估算了各机制在每个谱方向上的能量传递贡献，并揭示了局部相互作用和 ES 在能量传递中重要性的新认识。
引用
@article{arxiv.2305.13110,
title = {Energy cascade in the Garrett-Munk spectrum of internal gravity waves},
author = {Yue Wu and Yulin Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13110},
year = {2025}
}