The cross‐channel flow at the entrance of Lancaster Sound

Abstract

A westward current flows along the northern side of Lancaster Sound and an eastward current flows along the southern side. A cross‐channel flow is commonly observed to link them near the eastern entrance of Lancaster Sound; this flow is modelled assuming inviscid flow and conservation of potential vorticity. It is shown that the westward decrease in depth is sufficient to cause a cross‐channel flow that couples the inflow to the outflow. The modelled cross‐channel flow takes place at a distance inside the entrance that is less than that observed for the surface current. Obviously stratification reduces the coupling of the surface current to the bathymetry. A more realistic result is obtained with the barotropic model if the bottom slope is halved.

An inviscid mean barotropic flow out of the channel is also modelled and found to be concentrated on the southern bank in order to conserve potential vorticity. It seems that barotropic instability and friction would limit the narrowing of the flow.

Résumé

Le long de l'extrémité nord du détroit de Lancaster s’ écoule un courant vers l'ouest et le long de l'extrémité sud s'écoule un courant dirigé vers l'est. On observe fréquemment un courant à travers le détroit reliant ces deux courants à la bouche du détroit; on introduit cet écoulement dans un modèle en posant dans ce dernier l'écoulement comme étant inviscide et en tenant compte de la conservation du tourbillon potentiel. On démontre que le décroissement de l'écoulement ouest avec la profondeur est suffisant pour entraîner un écoulement à travers le détroit qui couple l'afflux à l'écoulement effluent. L'écoulement à travers le détroit dans ce modèle a lieu à une distance, à l'intérieur de la bouche, moindre que celle où le courant de surface est observé. Il est évident que la stratification réduit le couplement du courant en surface à la bathymétrie. On obtient un résultat plus réaliste avec le modèle barotrope quand la pente du fond est réduite de moitié.

Un écoulement barotrope moyen inviscide sortant du détroit est aussi mis en modèle et se concentre sur la rive sud afin de conserver le tourbillon potentiel. Il semble que l'instabilité barotrope ainsi que le frottement limiteraient l'étranglement de l'écoulement.

Notes

Presently: Department of Physics, Memorial University of Newfoundland, St John's, NFLD.