Wind-driven circulation in coastal and marginal seas

Abstract

This paper considers the spatial and temporal detail in knowledge of the wind that is required to estimate various consequences of wind forcing: coastal trapped waves, sea-surface fluxes related to the frequency spectrum, storm surges, coastal downwelling and upwelling, wind-stress curl and downwelling or upwelling, wakes and stratification, diurnal and seasonal stratification, coastal currents and plumes, sea breeze effects, and surface waves. For many of these phenomena, winds need to be resolved on scales of the order 10 km (related to topographically induced structure) and 1‐3 h (owing to rapid and non-linear responses). Relative errors in wind speed are typically multiplied by 2 or 3 for momentum inputs and mixing effects, respectively, which are particularly dependent on peak wind speeds (requiring correspondingly fine temporal resolution).

L'article traite du détail spatial et temporel dans la connaissance des vents qui est nécessaire pour estimer les diverses conséquences du forcing par le vent : vagues côtières, courants de surface associés au spectre de fréquence, houles de tempêtes, downwelling et upwelling côtiers, ondulations et plongée ou remontée d'eau provoquées par l'action des vents, sillages et stratification, stratification journalière et saisonnière, courants et panaches de dérive côtiers, effets de la brise de mer, et vagues de surface. Pour beaucoup de ces phénomènes, les vents doivent être résolus sur des échelles de l'ordre de 10 km (pour les structures liées à la topographie) et de 1‐3 h (de façon à résoudre les réponses rapides et non linéaires). Les erreurs relatives sur la vitesse du vent sont typiquement multipliées par 2 et 3 pour les apports de moment et les effets de mélange, respectivement, ceux-ci étant particulièrement dépendants des vitesses de pointe du vent (ce qui exige également une résolution temporelle fine).