Jökull


Jökull - 01.12.1966, Blaðsíða 24

Jökull - 01.12.1966, Blaðsíða 24
In the present context the most important solutions o£ (4) involve a fluid current heated from below and starting at x = 0 with a temp- erature 0 = 0. The initial temperature and the temperature at the surface z = h can be assumed to be zero. A class of interesting solu- tions of this type can be derived on the basis of following type of solution. Corresponding solutions for the case of a stratified fluid layer of a finite thickness can be obtained rather easily on the basis of the general solution (5). Vertical variations of u as well as az can be taken into account. But in view of the available observational material, these refinements appear somewhat irrelevant at this juncture. 0(x, z, t) = H(t —x/u)0i(x, z) + (1—H(t —x/u))02(t, z), (5) where H(t) is the unit step function and 0i and 02 are functions satisfying the following parabolic equations 301 320! - b , 30 2 0202 (6) 3x 3z2 3t “ dz2 where b = az/u, and 0i(O, z) = 0 02(O, z) = 0 (7) ©i(x, h) = 0 02(t, h) = 0 The boundary conditions at the lower bound- ary z = 0 have to be prescribed in accordance with the temperature or the vertical heat flow there. Of special interest is the stationary solution in the case of a uniform and constant vertical heat flow from below. This solution is given by ©i (x, y) with the boundary condition 30! z = 0 — oca_ —— = q, (8) z ðz where q is the density and c the heat capacity of the fluicl. For an infinitely thick layer, i.e. h — co, the solution 0i satisfying (6) to (8) is given bv Carslaw and Jaeger (1959). 0i (x,z ) = 2q \/bx gcaz ierfc (z/2\/bx), (9) and the temperature at the lower boundary z = 0 is given by 0i (x, 0) 1. 12q Vbx oca 1. 12q QC V— v a„u (10) Written in terms of the corresponding vertical lapse rate y0 = q/Qcaz, equation (10) takes the form 01 (x, 0) = 1. 12y0VbV (11) 178 JÖKULL (4) THE EDDY DIFFUSIVITY AND SUPERADIABATIC TEMPERATURE LAPSE RATES IN THE BOTTOM BOUNDARY LAYER Since the terrestrial heat flow is quite small and varies only from about 0.02 to 0.2 watts/m2, with a global average of 0.06 watts/m2, the question arises whether it has any noticeable influence on the dynamics ancl the temperature field in the bottom boundary layer. In the present context we are more interested in the local structure of the field, since the global in- fluence of the terrestrial heat flow has been discussed elsewhere. For example, the data given by Knauss (1962) indicate that the tem- perature of the deep waters in the Pacific is affected by the flow of heat from the earth’s interior. The Pacific deep water, which fills the Pacific basin from the bottom up to a level of 2,000 to 2,500 m, originates in the Antartic south of 60° S and moves far into the North Pacific. The total distance covered by this current is more than 13,000 km and the average velocity of flow appears to be of the order of 10~3 m/sec. On the passage to the North, the water temperature is raised by a total of about 0.6° C over a distance of 12,000 km giving an average northward gradient of 5 x 10~8° C/m. A simple calculation indicates that the flow of heat from the earth’s interior accounts for the temperature rise in the lowest 300 m of this current. One of the first questions to arise is whether significant superadiabatic temperature lapse rates are possible in the bottom boundary laver, and whether such lapse rates could extencl tens of meters above the floor. Superadiabatic condi- tions on tliis scale could lead to instabilities and noticeable temperature fluctuations. The continuity of the heat flow through the solid-water interface requires that superadiaba- tic lapse rates be present in a thin layer above the ocean floor. The vertical extension of this
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.