Lemos-Diaz, Maria Lourdes (2003) Der Einfluß der Erdrotation auf die Durchströmung enger Meeresstrassen.. (Diploma thesis), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, Germany, 63 pp.

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Abstract

In dieser Arbeit wurde die hydraulische Natur der Austausches in einer ideallisierten Meeresstraße unter dem Einfluss von Vermischung beschrieben. Alle Modelläufe zeigten in Übereinstimmung mit der theroretischen, reigungsfreien Lösung eine kontrollierte Strömung, bei geeigneter Berechnung der Froudezahl. Das System liess sich vereinfachen auf die Betrachtung eine einzige aktive Schicht, nämlich der unteren Wasserschicht. Es wurde untersucht, welche der vertikalen Vermischungsmodelle wieviel Vermischung verursachen. Die Vermischungsparamerisierung von Mellor-Yamada generiert im Vergleich zu Pakanowski-Philander den höheren Vemischungsgrad im Reservoir und an der Schwelle. Bei Pakanowski-Philander sieht man, dass eine unterschiedliche horizontale Vermischung den Vermischungsgrad stark ändern kann: die horizontale Vermischung auf Geopotentialflächen erzeugt am Bergabhang mehr Vermischung als die horizontale Vermischung auf Sigmaflächen. In allen Fällen werden die unteren, kalten Schichtdicken stromabärts der Schwelle durch Einschischung warmen Wassers aus der oberen Schicht, sehr viel dicker als die theroretische, vermischungsfreie Lösung vorhersagt. Die untere Schicht mischt bis über 50% (5° C) warmen Wassers ein, was die untere Schicht von 2° C auf teilweise bis zu 4° C erwärmt. An Hand der hydraulischen Theorie wurden die theoretischen, kontrollierten ransportraten an der Schwelle berechnet und auf die Schichtdicke der unteren Wasserschicht bezogen. Entdeckt wurde überraschenderweise, dass die Modelltransporte an der Schwelle trotz des hohen Vermischungsgrades von den theoretischen Transportwerten nicht sehr stark abweichen. Die grösste Abweichung der maximalen kontrollierten ransporte von den theoretischen Werten tritt bei dem Modell von Mellor-Yamada auf. Es wurden Volumentransporte und Schichtdicken an der Schwelle für unterschiedlichen Reservoirhöhen mit den theoretischen Werten verglichen. Es zeigte sich, dass die Modellvolumentransporte für Reservoir höhen grösser als 450m (die Höhe der Schwelle ist 350m) sehr ähnlich den kontrollierten theoretischen Transporten sind, d.h. es gilt die gleiche einfache Beziehung zwischen Transport auf der Schwelle und Reservoirhöhe wie in der Theorie. Die Beziehung zwischen Schichtdicke auf der Schwelle und Reservoirhöhe zeigte dieselbe lineare Abhängigkeit wie in der Theorie, allerdings mit einem gewissen konstanten Offset. In den Fällen mit Reservoir höhen kleiner als 420m (theoretische untere Schichtdicken von weniger als ca. 50m an der Schwelle) sind die Bedingungen für Stationarität und hydrostatische Kontrolle wegen der teilweisen Blockierung der Strömung am Unterwasserberg nicht mehr gegeben.

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