含挺水植被湿地中的风驱动水流运动
流体动力学
2016-06-22 v1 地球物理
摘要
湿地生物地球化学转化受湿地地表水中的流动与混合影响。我们通过在强风条件的一天内于封闭淡水湿地同时测量风与地表水速度，研究风对湿地水流的影响。使用体积粒子成像仪测量水速，通过声波风速计测量风速。我们的测量表明，风与植被冠层相互作用产生相干滚卷，且这些滚卷是进入湿地水柱动量的主导来源。速度时间序列的谱分析显示，水速的谱峰与冠层内风速的谱峰对齐，且该峰对应于混合层理论预测的开尔文-亥姆霍兹滚卷频率。我们还观察到空气与水中速度方差时间模式的强相关性，高方差事件在空气-水界面上下具有相似的时序与持续时间。水侧方差似乎至少向下耦合至5 cm处的空气侧方差，而理论斯托克斯解在仅假设通过分子黏性传递的情况下预测动量传递仅至2 mm。这表明风驱动流促进了湿地水柱中的显著混合。
引用
@article{arxiv.1601.07960,
title = {Wind-driven water motions in wetlands with emergent vegetation},
author = {Ian C. Tse and Cristina M. Poindexter and Evan A. Variano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.07960},
year = {2016}
}