Observações da quebra de marés baroclínicas não lineares na plataforma Noroeste da Austrália durante a estratificação de inverno

Abstract

A quebra das marés baroclínicas não lineares que se propagaram em direção à Plataforma Noroeste da Austrália (PNA), durante o final do inverno de 2013, foi detalhada através de uma abordagem empírica de observações in situ. Os eventos de onda suportaram o agrupamento das observações em duas categorias distintas: (1) pré- e (2) pós-quebra da onda. Verificou-se que a transição de (1) para (2) foi caracterizada pelo aumento da inclinação não linear e declínio da dispersão, dois coeficientes que parametrizam os efeitos não lineares na equação de Korteweg-de Vries (KdV). Desta forma, um critério para quebra de onda a partir do parâmetro adimensional que relaciona esses termos, δ < 1, foi proposto. No primeiro grupo, a parte traseira da maré baroclínica foi inicialmente composta por uma série de sólitons de depressão, então essas formas de onda de alta frequência foram fundidas na face posterior da onda longa, a qual se inclinou e formou um bore de empolamento à medida que δ diminui. No segundo, como δ declina abaixo da unidade, a onda quebra e múltiplos boluses turbulentos são produzidos na porção traseira da onda. A cinemática do campo de onda, tomada em conjunto com vários parâmetros empíricos adaptados de soluções numéricas para sólitons de depressão, sugeriu que essas feições turbulentas resultam de quebra do tipo colapsante-mergulhante e que os boluses desenvolveram núcleo aprisionado. Esse resultado explica os fortes eventos de mistura diapicnal e transporte de água e material para dentro da costa observados durante o final do inverno. De acordo com a literatura, este tipo de evento nunca foi observado durante os meses de verão para a região, contrapondo sugestões preconcebidas de que o campo de ondas internas é de importância secundária na dinâmica da PNA nos meses de inverno. Com base nos resultados, foi proposto um ajuste do critério de localização de quebra para as marés baroclínicas, o que produziu um prognóstico que foi confirmado empiricamente através dos perfis medidos pelo glider.

An empirical approach of comprehensive observations was used to examine the shoaling and breaking of shoreward nonlinear baroclinic tides on the edge of the Australian North West Shelf (ANWS) during the late winter of 2013. The wave events have supported the grouping of observations into two distinct categories, (1) prior- and (2) post-wave breaking. It was found that the transition from (1) to (2) was marked by the rise of nonlinear steepening and decline of dispersion, both coefficients that parameterize nonlinear wave effects on the Korteweg-de Vries (KdV) equation. With this, a criterion for wave breaking from the dimensionless parameter relating these terms, < 1, was proposed. In the first group, the rear of the baroclinic tide was initially composed of a series of internal solitary waves (ISWs) of depression, then these high-frequency waveforms were merged into the rear face of a longer wave, which steepened and formed a shoaling bore as declines. In the second, as drops below the unit, the wave break and multiple turbulent boluses were produced at the rear. The kinematics of the wave eld, taken together with a number of empirical parameters adapted from numerical solutions for ISWs of depression, suggested that these turbulent features have resulted from Collapsing-Plunging breakers and that the boluses have developed trapped cores. Therefore, explaining the strong events of diapycnal mixing and onshore transport of water and material observed during late winter. Nothing similar has ever been described during summer months for the region, thus opposing preconceived suggestions that the nonlinear internal wave field is of secondary importance on the ANWS in winter. Additionally, we have proposed the adjustment of the breaking location criterion for baroclinic tides, which produced a prognostic that was confirmed empirically through glider's profiles.