An Introduction to Ocean Turbulence
S. A. Thorpe
2007
第三章 海洋边界层中的湍流
3.1 引言：过程，与边界层的类型
海洋的边界层，分为两类：
（1）上层边界层，或者直接受上层大气影响的近海表区域，
（2）以及位于底层固体上方的底部边界层（bbl），但可能是粗糙的和（强流）流动的海床。
加在边界表面的两种通量有直接的影响，即浮力和动量。
浮力：浮力淡水进入；
动量：即应力，海表风应力，或者海底沉积层与经过海流的摩擦力。
“过程”指的是一种物理机制，可以用它的影响及其相关的空间和时间结构来描述，通常涉及能量从一个尺度转移到另一个尺度或从海洋的一个部分转移到另一个尺度。
虽然能量从小尺度到相对大尺度的转移确实发生，这里最感兴趣的能量转移通常是从一些大尺度的运动到一个小尺度的运动，通常叫做湍流。
这个过程是一个对流的过程。
该结构实际上可能是在湍流谱的低波数端提供能量，并推动向耗散尺度的能量级联。
驱动海洋的能源是外部的，包括风、太阳能和地热加热，以及月球和太阳的引潮力。
边界层处的混合由外部过程导致：例如风驱动的波破碎，海气浮力通量产生的对流。
虽然潮汐产生的体力推动了整个海洋深度的运动，但许多导致湍流和混合的过程被发现作用于海洋边界或附近，直接从外部来源接收能量。
其他过程发生在远离边界的海洋深处，只有在通过一连串其他过程的作用转移后，才从海洋表面的强迫接收能量。
内部过程：跨密度面剪切，破碎内波，双扩散对流。
（1）应力是可以忽略的（例如在海面上没有风），其中湍流运动是由不稳定的分层和对流；
（2）没有浮力通量，湍流运动是由边界上的应力驱动的（例如，在海床上的潮汐流中，没有来自地核或沉积物中的分解物质）；
（3）既有应力，也有浮力通量
根据其直接的能源来源对混合过程进行分类。
（a）固体边界上方的潮或者波引起的流
(b) 由海面冷却引起的对流。（然而，将水引入羽流中的小尺度涡流可能被认为是能量来自对流运动的动能——一个内部源——而不是直接来自表面浮力通量。）
（c）在从喷口喷出的热液羽流中混合，它的浮力来自地热加热
（d）由风产生的近地表剪切流中的湍流。（然而，请回想一下，这次流动可能是波在破碎时动量损失的结果。）
（e）在剪切流中的混合，可能在近表层混合层的底部。
（f）内波破碎引起的混合
（g）内部水跃中的混合，可能是由于连接深海盆地的深海通道中的底槛上的水流引起的
（h）由双扩散盐指对流引起的混合，形成了温度和盐度的阶梯状结构
（i）第(i)部分说明了海洋中可能发生的混合过程的复杂性和联系，(I)由海底剪应力引起，（II）为剪切（如(e))和湍流涡流的冲击；（III）表示分解内部波（如(f))引起的内部混合。
