Bølgeturbulens i havoverflaten

Mostafa Bakhoday Paskyabi disputerer onsdag 20. august 2014 for ph.d.-graden ved Universitetet i Bergen med avhandlingen: «Small-scale turbulence dynamics under sea surface gravity waves».

Havbølger forårsaker en konstant belastning på flytende og faste offshore-installasjoner, men utgjør også en svært viktig funksjon i utvekslingen av varme, bevegelse, energi, gass og turbulente prosesser i grenselaget mellom hav og atmosfære. Den komplekse samhandlingen mellom bølger, strøm og turbulens har blitt behandlet i flere teoretiske-, numeriske- studier, i tillegg til feltstudier, men er fortsatt utilstrekkelig beskrevet. Paskyabi har hatt som målsetting å forbedre kunnskapen rundt de fysiske småskalaprosessene som skjer nær det ujevne grenselaget med vekt på teori, numerisk prediksjon og observasjoner ved forskjellige sjøtilstander og vindforhold.

En selvstyrt turbulensmåler har blitt utviklet for å samle inn lange tidsserier som beskriver turbulens i fastsatte havdyp og sammenfallende bølgeforhold ved overflaten. Fire vellykkede utplasseringer har blitt utført, hvorav to perioder dekker stormforhold i Norskehavet. I tillegg brukes data fra et bøyeforankret system som måler direkte kovarians fluks av varme og bevegelse i det marine atmosfæriske grenselaget ca. 3.7 m over havoverflaten.

For å opparbeide ytterligere forståelse av de koblede prosessene, brukes forskjellige parametriseringer og skaleringer av bølge-turbulens-interaksjon nær overflaten, som har blitt implementert i turbulensmodellen General Ocean Turbulence Model (GOTM) for å inkludere effekten av brytende og ikke-brytende bølger, og Langmuirsirkulasjon i det øverste grensesjiktet i havet. Resultatene fra modellkjøringene har blitt sammenlignet med målt dissipasjon av turbulent kinetisk energi fra MATS og andre data fra litteraturen. Funnene i dette studiet støtter viktigheten av havbølgenes innvirkning på dynamikken og turbulensstrukturen nær overflaten i havet.

Personalia:

Mostafa Bakhoday Paskyabi har bakgrunn i anvendt matematikk med fokus på partielle og stokastiske differensiallikninger. Han har åtte års erfaring fra industrien, som ingeniør i signalprosessering, programmering og numerisk modellering. Han har hatt tett tilknytning til det akademiske miljøet gjennom forelesning og veiledning av en masterstudent. Siden 2010 har han vært ansatt som stipendiat ved Universitetet i Bergen i hav-atmosfære interaksjon med vekt på observasjoner og numerisk modellering med veiledning av Ilker Fer og Alastair D. Jenkins. Doktorgraden hans har vært finansiert av Norwegian Center for Offshore Wind Energy (NORCOWE).