Experimental downslope gravity currents over a synthetic topography



Document title: Experimental downslope gravity currents over a synthetic topography
Journal: Atmósfera
Database: PERIÓDICA
System number: 000456622
ISSN: 0187-6236
Authors: 1
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5
Institutions: 1University of Cologne, Institute for Geophysics and Meteorology, Colonia. Alemania
2University of Iceland, Institute of Earth Sciences, Reykjavik. Islandia
3Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México. México
4Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería, Ciudad de México. México
5Universite Grenoble Alpes, Institut d'Ingenierie et de Gestion, Grenoble, Isere. Francia
Year:
Volumen: 37
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico, descriptivo
Spanish abstract Se estudian corrientes de gravedad producidas en el laboratorio mediante una con figuración de compuerta tipo lock-release mientras se desplazan pendiente abajo en una topografía variable. Se pretende emular y estudiar la dinámica de flujos similares a los vientos térmicamente desarrollados en las laderas de las montañas, que se propagan interaccionando con la superficie topográficamente compleja. Los procesos de mezcla entre las corrientes de gravedad y sus alrededores son estudiados mediante Velocimetría por Imágenes de Partículas (PIV, por sus siglas en inglés) y se cuantifican las intrusiones turbulentas conocidas como entrainment. Se muestra que la magnitud del coeficiente de entrainment incrementa conforme aumenta también la rugosidad de la superficie de la pendiente. Además, las visualizaciones mediante la técnica shadowgraph cualitativamente reproducen este comportamiento. Por último, se utilizan los campos de velocidad para estimar campos de presión y con ellos series de tiempo de presión en estaciones sintéticas a lo largo de la pendiente. Se muestra que la llegada de la corriente de gravedad a las estaciones en la pendiente puede ser detectada en las series de presión. Este último resultado puede ser útil para detectar corrientes de gravedad atmosféricas utilizando solamente mediciones de presión en superficie
English abstract Experimental lock-release gravity currents are investigated as they propagate downslope over varying synthetic topography. We emulate and investigate the dynamics of thermally driven winds that propagate downslope while interacting with the roughness of a complex topographic surface. The mixing processes between the gravity currents and their surroundings are studied with Particle Image Velocimetry (PIV), and entrainment is quantified. The magnitude of the entrainment coefficient is shown to increase as the roughness of the slope increases. Shadowgraph visualizations qualitatively reproduce this behavior. Finally, pressure fields are estimated from velocity fields, and pressure time series are obtained over synthetic stations along the topographic surface. The arrival of gravity currents is shown to be detected in the pressure time series. This last result may help detect atmospheric gravity currents using only surface pressure measurements
Disciplines: Geociencias
Keyword: Ciencias de la atmósfera,
Vientos,
Topografía,
Corrientes de gravedad,
Pendientes
Keyword: Atmospheric sciences,
Topography,
Winds,
Gravity currents,
Slopes
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