The response of a lake with a depth-discontinuity to a time-dependent wind-stress

Summary

The effect of a travelling atmospheric pressure disturbance on the water level in a narrow lake with a depth-discontinuity has been studied using the method of characteristics. Both semi-infinite stress-bands and finite stress-bands were considered. For semi-infinite bands the water level at the left side is predominantly negative while it is positive on the right side and it becomes both positive and negative for finite band widths. The geometry with a depth-discontinuity differs from that without the discontinuity in that while for the latter case the set-up (defined as the difference in the water level between the right and left boundaries for a disturbance travelling from left to right) becomes periodic some time after the disturbance crosses the lake, this does not happen for the former case.

Zusammenfassung

Der Einfluß einer wandernden atmosphärischen Druckstörung auf das Wasserniveau in einem engen See mit einer Tiefendiskontinuität wird mit Hilfe der Charakteristikenmethode studiert. Sowohl quasi-unendliche als auch endliche Schubspannungsbänder werden in Betracht gezogen. Für quasi-unendliche Bänder ist das Wasserniveau auf der linken Seite vorwiegend negativ, während es auf der rechten Seite positiv ist. Das Niveau wird positiv und negativ für endliche Bandbreiten. Die Geometrie mit einer Tiefendiskontinuität unterscheidet sich von der ohne Diskontinuität dadurch, daß bei letzterer der Wasserniveau-unterschied zwischen der rechten und der linken Begrenzung bei einer Störung, die von links nach rechts wandert, einige Zeit nach Durchgang der Störung periodisch schwankt. Dies ist beim Vorhandensein einer Tiefendiskontinuität nicht der Fall.