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On the value of the mixing efficiency in the Simpson-Hunterh/u 3 criterion

Zur Größe der Vermischungseffizienz imh/u 3-Kriterium von Simpson und Hunter

Sur la valeur de l'efficacité de mélange dans le critèreh/u 3 de Simpson-Hunter

Summary

The Simpson-Hunterh/u 3 criterion involves a tidal mixing efficiency ε which determines the location of seasonal thermal fronts in shelf seas. Fronts observed on continental tidal shelves throughout the world all give similar empirical values of ε≈3×10−3. This suggests that ε is an intrinsic parameter of tidal mixing processes. However, no theoretical estimate of ε has yet been reported, and so a simple steady-state theory for ε is developed in this paper. The theoretical ε, calculated using a logarithmic velocity profile, agrees well with the empirical value. A detailed comparison is made between the theory and data for the Celtic Sea front.

Zusammenfassung

Der Schichtungsparameterh/u 3 von Simpson und Hunter wird durch die Wirkung der Gezeitenmischung ε beeinflußt, die die Position saisonaler thermischer Fronten in Schelfgebieten festlegt. Die empirisch ermittelten Werte von ε liegen für alle Schelffronten bei 3×10−3. Dies legt die Vermutung nahe, daß ε ein wesentlicher Parameter für die Vermischung durch Gezeiten ist. In dieser Arbeit wird eine theoretische Abschätzung für ε, die es bislang nicht gibt, unter der vereinfachten Annahme der Stationarität abgeleitet. Der theoretische, aus einem logarithmischen Geschwindigkeitsprofil errechnete Wert für ε stimmt mit dem empirisch ermittelten Wert gut überein. Die theoretischen Ergebnisse werden mit Messungen an einer Front in der Keltischen See verglichen.

Résumé

Le critèreh/u 3 de Simpson-Hunter dépend de l'efficacité de mélange de marée ε, qui détermine la situation des fronts thermiques saisonniers dans les mers de faibles profondeurs. Les fronts observés sur les plateaux continentaux à marée à travers le monde, donnent tous une valeur empirique identique de ε≈3×10−3. Ceci laisse à penser qu' ε est un paramètre intrinsèque aux processus de mélange dus aux marées. Cependant aucune évaluation théorique d'ε ne semble avoir été faite jusqu'ici, et ainsi une simple théorie dans l'hypothèse de stationnarité est développée dans cet article. La valeur théorique d'ε, calculée d'après un profil logarithmique de vitesse, correspond bien à la valeur empirique. Une comparaison approfondie est effectuée entre la théorie et les données pour le front de la Mer Celtique.

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Hearn, C.J. On the value of the mixing efficiency in the Simpson-Hunterh/u 3 criterion. Deutsche Hydrographische Zeitschrift 38, 133–145 (1985). https://doi.org/10.1007/BF02226285

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Keywords

  • Velocity Profile
  • Structural Foundation
  • Hydraulic Engineer
  • Detailed Comparison
  • Theoretical Estimate