Energy-containing eddies in the strait of Messina

Summary The velocity field, measured by Vercelli (1922-23) in the Strait of Messina hourly at six depths, is analysed to determine the size and the intensity of the energy-containing eddies. The analysis is performed by separating the turbulent component of the velocity field from the deterministic tidal component. The intensity of the turbulence is given by the averaged square of the aleatoric velocities. The size of the eddies is computed through correlation of the aleatoric velocities at different depths. Results show that the intensity of the turbulent field velocity is of the order of (50⤜60) cm s⁻¹, while the size of the eddies is of the order of (20⤜45) m, reaching sometimes 70 m. These eddies are far beyond the inertial range predicted by the Kolmogorov theory. The eddies are due to Kelvin-Helmoltz shear instabilities between the surface and the deeper water.

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Riassunto Le velocità misurate da Vercelli (1922-23) nello Stretto di Messina con intervalli prari, a sei differenti profondità, sono usate per studiare la forma e l'intensità dei vortici portatori di energia. Si separa dapprima il campo deterministico delle velocità dal campo turbolento, la cui intensità è data dalla radice dell'energia dei fenomeni aleatori. La dimensione spaziale è data dalle correlazioni tra campi turbolenti osservati a profondità differenti. Ne risulta che l'intensità della velocità turbolenta raggiunge (50⤜60) cm s⁻¹ e le dimensioni sono (20⤜45) m ma possono arrivare a 70 m. Questi vortici sono lontani dalle dimensioni richieste dalla teoria di Kolmogorov e son dovuti a instabilità di Kelvin-Helmoltz tra gli strati di acqua che fluiscono a Messina.