Przód z możliwością przerwania półki

Shelf-Break Fronts to proces, w wyniku którego następuje rozwarstwienie słupa wody . To rozwarstwienie zwykle skutkuje termoklinami, ponieważ występują one tam, gdzie nagła zmiana głębokości wody powoduje ograniczenie przepływu prądu. Można je wyrazić jako stosunek ich energii potencjalnej wynikającej z utrzymywania warunków mieszanych (nieuwarstwionych) do energii rozproszonej wytwarzanej przez prąd przepychany przez nagłą zmianę głębokości. Można to wyrazić jako:

${\ Frac {Pot.Energy} {Rozproszona energia}}}$

Warunki energii można wyrazić w bardzo szczegółowych równaniach, ale przy uwzględnieniu stałych warunków ważnymi wyrażeniami są prędkość wody (średnia prędkość, ${\ Displaystyle \ lewo \ vert {\ bar {U}} \ prawo \ vert }$ ) i głębokości wody (h). Równanie wskaźnika stratyfikacji można wyrazić jako:

${\ Displaystyle S = \ log _ {10} {\ Frac {h} {C_ {D} {\ lewo \ vert {\ bar {U}} \ prawo \ vert} ^ {3}}}}$

Gdzie $tarcia$ współczynnikiem , w równym 0,003 dla piaszczystego dna. Wskaźnik ten można obliczyć dla dowolnego regionu przybrzeżnego, zwykle w zakresie od +3 (wysoce uwarstwiony) do -2 (wysoce turbulentny).

Powód do obliczenia

Indeks stratyfikacji dla frontu przerwania półki wskazuje, jak produktywny będzie fitoplankton . Gdy wskaźnik stratyfikacji wynosi około 1,5, tworzy to bogate w składniki odżywcze środowisko dla wzrostu fitoplanktonu. Zbyt dużo wyżej, a rozwarstwienie słupa wody nie spowoduje upwellingu składników odżywczych potrzebnych fitoplanktonowi do prosperowania, zbyt dużo niżej, a woda będzie zbyt burzliwa, aby fitoplankton mógł wykorzystać dostępne składniki odżywcze. Stabilność frontu, oprócz składników odżywczych, jest kluczem do produkcji fitoplanktonu. Ilustracja wskaźnika stratyfikacji dla zatoki Narragansett $wartości$ , z oszacowanymi średnimi prędkościami przy użyciu rzeczywistej batymetrii zatoki i szacunkowej mułu , który większość dna zatoki. Korzystając z arkusza kalkulacyjnego Stokesa i pewnych dostosowań wielkości cząstek mułu, użyłem = 0,0011 do ${D}} .$ Dokładniejsze pomiary prędkości i szczegółowe $wartości$ zatoki mogą dać obraz o wyższej wierności

Zatoka Narragansetu

• 

  Batymetria zatoki Narragansett (źródło danych)

• 

  Indeks stratyfikacji zatoki Narragansett

Zwróć uwagę na zielony kolor (wskaźnik stratyfikacji około 1,5) wzdłuż brzegów Zatoki Północnej iw pobliżu niektórych wysp. Obszary te sprzyjają powstawaniu zakwitów glonów w siedlisku Zatoki Narraganse ze względu na współczynnik rozwarstwienia wynoszący około 1,5. Na niektórych z tych obszarów zaobserwowano wysokie stężenie glonów, ale nie na wszystkich.

Za pomocą cytometrii przepływowej wyniki wykazały, że względna liczebność pikofitoplanktonu ( $}$$2$ do 10 ${\ displaystyle \ mu$ ) i dużego nanofitoplanktonu (10-20 $\displaystyle\mu}$ m) w dużym stopniu zależy od wskaźnika stratyfikacji słupa wody. Różnorodność komórek była największa w obecności umiarkowanych poziomów stratyfikacji. Jeśli turbulencje są zbyt duże, ich liczba pozostaje stabilna lub spada, ale jeśli nie ma turbulencji, ich liczba spada. Postuluje się, że bogata w składniki odżywcze warstwa graniczna wokół każdej komórki fitoplanktonu nie jest wyczerpana, ale odnawiana przez ten umiarkowany poziom turbulencji.