Inertia-gravity waves in geophysical vortices - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences Année : 2024

Inertia-gravity waves in geophysical vortices

Résumé

Pancake-like vortices are often generated by turbulence in geophysical flows. Here, we study the inertia-gravity oscillations that can exist within such geophysical vortices, due to the combined action of rotation and gravity. We consider a fluid enclosed within a triaxial ellipsoid, which is stratified in density with a constant Brunt-Väisälä frequency (using the Boussinesq approximation) and uniformly rotating along a (possibly) tilted axis with respect to gravity. The wave problem is then governed by a mixed hyperbolic-elliptic equation for the velocity. As in the rotating non-stratified case considered by Vantieghem (2014, Proc. R. Soc. A, 470, 20140093, doi:10.1098/rspa.2014.0093), we find that the spectrum is pure point in ellipsoids (i.e. only consists of eigenvalues) with smooth polynomial eigenvectors. Then, we characterise the spectrum using numerical computations (obtained with a bespoke Galerkin method) and asymptotic spectral theory. Finally, the results are discussed in light of natural applications (e.g. for Mediterranean eddies or Jupiter's vortices).
Fichier principal
Vignette du fichier
main.pdf (2.78 Mo) Télécharger le fichier
Fig1a.pdf (127.56 Ko) Télécharger le fichier
Fig1b.pdf (30.98 Ko) Télécharger le fichier
Fig2a.pdf (21.02 Ko) Télécharger le fichier
Fig2b.jpg (385.14 Ko) Télécharger le fichier
Fig3a.pdf (33.42 Ko) Télécharger le fichier
Fig3b.pdf (33.25 Ko) Télécharger le fichier
Fig4.pdf (24.54 Ko) Télécharger le fichier
Fig5a.png (196.69 Ko) Télécharger le fichier
Fig5b.pdf (107.96 Ko) Télécharger le fichier
Fig6.pdf (393.04 Ko) Télécharger le fichier
Fig7.pdf (445.3 Ko) Télécharger le fichier
Fig8a.png (106.32 Ko) Télécharger le fichier
Fig8b.png (106.47 Ko) Télécharger le fichier
Fig9a.pdf (188.76 Ko) Télécharger le fichier
Fig9b.pdf (125.25 Ko) Télécharger le fichier
PROCEEDINGS_A_RGB.pdf (48.56 Ko) Télécharger le fichier
RSTA_OpenAccesslogo_RGB.pdf (68.88 Ko) Télécharger le fichier
RS_Pubs_Logo_Line_CMYK.pdf (27.34 Ko) Télécharger le fichier
RS_crossmark_logo.pdf (34.46 Ko) Télécharger le fichier
SuppMat.pdf (359.39 Ko) Télécharger le fichier
bibwaves.bib (39.86 Ko) Télécharger le fichier
ccby.png (12.29 Ko) Télécharger le fichier
main.bbl (19.8 Ko) Télécharger le fichier
rsproca_new.cls (51.47 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04458645 , version 1 (14-02-2024)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Jérémie Vidal, Yves Colin de Verdìère. Inertia-gravity waves in geophysical vortices. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2024, 480 (2285), ⟨10.1098/rspa.2023.0789⟩. ⟨hal-04458645⟩
50 Consultations
44 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More