Modellering en parametrisering van intern getij met Delft3D-FM

Abstract

Dit onderzoek bestudeert het energieverlies van het barotroop getij aan de opwekking van intern getij. Dit energieverlies vindt plaats bij stroming van de gestratificeerde oceaan over steile topografieën, zoals ruggen in de oceaan en bij de randen van continentale platen. Zo'n 25-30% van de totale getij-energie, die wordt opgewekt door de zon en de maan gaat zo verloren.

In een wereldwijd getijmodel wordt alleen het dieptegemiddelde gedrag van de getijstroming beschouwd, waardoor de opwekking van intern getij niet expliciet gemodelleerd kan worden. Om het effect daar wel in mee te nemen, wordt het verlies van barotroop getij aan de opwekking van intern getij geparametriseerd aan de hand van variabelen, die in dat model wel meegenomen zijn.

Het onderzoek is numeriek uitgevoerd met het hydrostatisch oceaanmodel Delft3D-Flexible Mesh. In het 3D model is expliciet de opwekking van intern getij gesimuleerd en vergeleken met analytische resultaten voor de opwekking van intern getij. Daarnaast zijn deze resultaten gebruikt om de huidige geïmplementeerde parametrisering, van de opwekking van intern getij, in het 2D model te toetsen.

De expliciete simulering van de opwekking van intern getij in Delft3D-FM is succesvol gedaan. Het energieverlies van barotroop getij aan de opwekking van intern getij was in overeenstemming de literatuur. Voor smalle topografieën hoger dan (ongeveer) een halve oceaandiepte lijkt de hydrostatische aanname in het model te worden overschreden waardoor numerieke dissipatie van intern getij optreedt.

De huidige geïmplementeerde parametrisering van het verlies van barotroop getij aan de opwekking van intern getij is voor een beperkte verzameling topografieën en stratificaties getest. De resultaten geven indicaties, dat de huidige parametrisering niet in staat is om de conversie over een breder scala van topografieën in de oceanen goed te benaderen. Het voorspelbare gedrag van de conversie voor steile, superkritische topografieën wijst erop dat zo'n parametrisering wel mogelijk is.

Aanbevelingen voor verder onderzoek zijn het uitbreiden van het gebruikte model met stromingen in x- en y-richting en het effect van de Coriolis parameter. Om de parametrisering beter te testen kan het bestaande model op meer verschillende typische topografieën en stratificaties in de oceaan worden toegepast.