Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Variability of turbulent fluxes (momentum, heat andCO2) during Upwelling conditions. A case study
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, LUVAL.
2010 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Measurements of turbulent fluxes (momentum, sensible heat, latent heat and CO2) at two

different heights were studied from data of a tower at Ostergarnsholm Island (Baltic Sea)

during one week, while calculations using bulk formulations of fluxes were done with

measurements in the tower and in two buoys moored at different locations.

Different behaviors are found for the different fluxes. Measured latent heat flux shows higher

correlation with calculations than measured sensible heat flux. For the CO2 flux, this relation

was not found. Also all measured fluxes at the tower agree better with calculations when they

are done under unstable conditions, meaning that the tower is better measuring the area

where the measurements are taken in the buoys (near the tower).

The studied period includes an upwelling and a high horizontal surface heterogeneity was

found during most of the periods. It was seen using the comparison between calculated and

measured fluxes and also using satellite images of the studied site. The footprint area is the

area at some distance upwind from the tower where the surface conditions are influencing the

measurements of the flux of some quantity at certain height in the tower, and this footprint

area is continuously changing because its highly dependence with the stratification. Since

during all the period the stratification was changing from slightly stable to slightly unstable

conditions, the surface heterogeneity can also be seen in the variability of measured fluxes at

different heights.

One important conclusion in the study is that calculations of the fluxes using bulk formulations

may not be useful when high variability of different parameters (as sea surface temperature

and pCO2w ) is expected, as for example during upwelling situations and near coast, where the

phytoplankton can significantly influence the concentration of CO2 at the surface.

A wide study is done, including meteorological and oceanographic parameters, fluxes,

comparisons, relations with parameters, transfer coefficients, dependences with the

stratification and satellite images.

Abstract [sv]

Mätningar av flöden (impuls, värme, vattenånga och CO2) vid två olika höjder studerades med

data från en mast på ön Östergarnsholm (i Östersjön) under en vecka, beräkningar av flödena

gjordes med mätningar av atmosfäriska parametrar från samma mast samt data från två bojar

på två olika platser.

Man fann olika beteenden för de beräknade och uppmätta flödena. Direkt (sensibelt) värme

visade högre korrelation mellan beräkningar och uppmätta sensibla värmeflöden . För CO2-

flödet fann man inte detta samband. För alla flödena överensstämmer mätningarna bättre

med beräknade flöden när de är gjorda under instabila förhållanden, vilket betyder att under

dessa förhållanden representerar mätningarna i masten bättre området där bojarna är

placerade.

Den studerade perioden inkluderar en period med upvällning (upwelling) och en hög

horisontell variabilitet i ytparametrar under den största delen av denna period. Detta visades

genom jämförelser mellan de beräknade och de uppmätta flödena och även genom

satellitmätningar. Det område uppvind masten där ytan påverkar flöden uppmätta i masten på

en viss nivå kallas ”footprint area”, och denna footprint area förändras kontinuerligt på grund

av det stora beroendet av skiktningen i atmosfären. Eftersom skiktningen under hela perioden

förändrades från något stabilt till något instabilt, kan ytvariabiliteten även ses i variationen av

uppmätta flöden på olika höjder.

En viktig slutsats i studien är att beräkningar av flödena som görs med standardformler inte

bör användas vid förhållanden med hög horisontell och vertikal variation av olika parameter

(som havsytetemperatur och pCO2w), som till exempel under uppvällningssituationer och nära

kusten, där phytoplankton markant kan påverka koncentrationen av CO2 vid ytan.

Studien inkluderar meteorologiska, oceanografiska parametrar, flöden, samband med

parametrar, överförings koefficienter, beroende av stabilitet och satellitbilder.

Abstract [es]

Flujos turbulentos (momento, calor sensible, calor latente y CO2) en 2 alturas diferentes fueron

estudiadas usando medidas de una torre en la Isla de Östergarnsholm (Mar Báltico) durante

una semana. Los flujos también fueron calculados usando formulaciones con medidas de la

torre y de dos boyas ancladas en diferentes localizaciones.

Diferentes características para los distintos flujos fueron encontradas. El flujo de calor latente

muestra una relación más alta con los cálculos que el flujo de calor sensible. No se encontró

esta relación para el flujo de CO2. También, todos los flujos medidos en la torre coinciden

mejor con los flujos calculados cuando estos son hechos bajo condiciones de estratificación

inestable, significando que la torre mide mejor el área donde son cogidas las medidas en las

boyas (cerca de la torre).

El periodo estudiado incluye un afloramiento costero y se encontró una alta heterogeneidad

horizontal en la superficie del mar durante la mayoría de los periodos. Esto fue estudiado

usando las comparaciones entre flujos calculados y medidos y también usando imágenes de

satélite. El footprint area puede ser definido como el área a una distancia desde la torre hacia

donde sopla el viento donde las condiciones de la superficie influyen las medidas del flujo de

alguna cantidad en la torre, y este footprint area está continuamente cambiando debido a su

alta dependencia con la estratificación. Durante todo el periodo la estratificación estuvo

cambiando desde ligeramente estable a ligeramente inestable, y por ello la heterogeneidad de

la superficie puede ser vista en la variabilidad de los flujos medidos a diferentes alturas.

Una conclusión importante en este estudio es que los cálculos de los flujos usando

formulaciones podrían no ser útiles cuando se espera una alta variabilidad de los diferentes

parámetros (temperatura superficial del mar y pCO2w), como por ejemplo durante situaciones

de afloramiento y también cerca de costa, donde el fitoplancton puede influenciar

significativamente la concentración de CO2 en la superficie.

Se presenta un amplio estudio, incluyendo parámetros meteorológicos y oceanográficos,

comparaciones de flujos, relaciones con parámetros, coeficientes de transferencia,

dependencias con la estratificación e imágenes de satélite.

Place, publisher, year, edition, pages
2010.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 195
Keyword [en]
CO2 fluxes, upwelling, marine boundary layer, turbulent fluxes
National Category
Meteorology and Atmospheric Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-303975OAI: oai:DiVA.org:uu-303975DiVA: diva2:974916
Subject / course
Meteorology
Available from: 2016-10-04 Created: 2016-09-28 Last updated: 2016-10-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1231 kB)34 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1231 kBChecksum SHA-512
17ebd262dd73a586d7251036899425307e4d47238e006e1e72ada57e6a9af424afed235b905e4944c36afa8d2d3f301e898363d5e536d105ca42c11b8b40bc00
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
LUVAL
Meteorology and Atmospheric Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 34 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 197 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf