¿Cuál es la proporción entre la energía cinética horizontal y vertical en el océano y cuáles son las dependencias de escala de esta proporción?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Stan Won
Puntos
624
La pregunta es simple pero la razón por la que probablemente aún no ha sido respondida es que la respuesta es extraordinariamente compleja.
Básicamente, si consideras un estado estable con un campo de velocidad V(x, y, z), estás preguntando :
-
encontrar las componentes horizontal y vertical Vh(x, y, z) y Vv(x, y, z)
-
integrar Vh².dV y Vv².dV en todo el globo
Esto es un asunto de circulación oceánica y las respuestas tienen el tamaño de libros de texto. Para una comprensión más completa, te sugiero que leas solo 1 capítulo sobre el transporte de capa de Ekman (http://paoc.mit.edu/labweb/notes/chap10.pdf)
Ahora, con la advertencia dada, te daré una estimación de un orden de magnitud para las integrales globales mencionadas anteriormente.
Teniendo en cuenta que los ciclos de afloramiento/hundimiento afectan al 10 % de la superficie oceánica y considerando la profundidad promedio de los océanos 3800 m, esto permite estimar la masa que contribuye al movimiento vertical. Las velocidades verticales de la circulación termohalina son de 1 a 0.1 mm/s dependiendo de la ubicación. Tomando el valor conservador de 0.1 mm/s, esto da una energía cinética "vertical" de 700 GJ.
Los movimientos horizontales son ligeramente más fáciles porque afectan a toda la superficie y alcanzan solo una profundidad limitada. Sin embargo, como esta circulación está impulsada por el viento y el campo de velocidad del viento es altamente anisotrópico y caótico, la variabilidad es alta. Considerando que solo los primeros y últimos 100 m participan en la circulación horizontal (modelo de cinta transportadora) y que la velocidad promedio es de 0.1 m/s, obtenemos una energía cinética de 300 millones de GJ.
A pesar de los márgenes de incertidumbre debido a estimaciones muy simplificadas, está claro que la energía cinética "horizontal" es aproximadamente 6 órdenes de magnitud mayor que la energía cinética "vertical".
