¿Cuál es la relación entre la energía cinética horizontal y vertical en el océano y cuál es la dependencia de escala de esta relación?
La pregunta es simple, pero la razón por la que probablemente aún no haya sido respondida es que la respuesta es extraordinariamente compleja.
Básicamente, si considera un estado estacionario con un campo de velocidad V (x, y, z), está pidiendo:
encuentre las componentes horizontal y vertical Vh(x,y,z) y Vv(x,y,z)
integre Vh².dV y Vv².dV en todo el mundo
Este es un asunto de circulación oceánica y las respuestas tienen el tamaño de libros de texto. Para una comprensión más completa, sugiero leer solo 1 capítulo sobre el transporte de capas de Ekman ( http://paoc.mit.edu/labweb/notes/chap10.pdf )
Ahora, con la advertencia dada, le daré una estimación de un orden de magnitud para las integrales globales mencionadas anteriormente.
Teniendo en cuenta que los ciclos de afloramiento/descenso afectan al 10 % de la superficie del océano y que la profundidad media de los océanos es de 3800 m, esto permite estimar la masa que contribuye al movimiento vertical. Las velocidades verticales de la circulación termohalina son de 1 a 0,1 mm/s según la ubicación. Tomando el valor conservador de 0,1 mm/s, esto da una energía cinética "vertical" de 700 GJ.
Los movimientos horizontales son un poco más fáciles porque afectan a toda la superficie y alcanzan sólo una profundidad limitada. Sin embargo, como esta circulación es impulsada por el viento y el campo de velocidad del viento es altamente anisotrópico y caótico, la variabilidad es alta. Considerando que solo los 100 m más altos y los más bajos participan en la circulación horizontal (modelo de cinta transportadora) y que la velocidad promedio es de 0.1 m/s obtenemos una energía cinética de 300 millones de GJ.
A pesar de los grandes márgenes de incertidumbre debido a estimaciones muy simplificadas, está claro que la energía cinética "horizontal" es aproximadamente 6 órdenes de magnitud mayor que la energía cinética "vertical".
ucsky