Observations of turbulent energy dissipation rate in the upper ocean of the central South China Sea

Measurements of turbulent energy dissipation rate, velocity, temperature, and salinity were obtained in the upper ocean of the central South China Sea (14.5˚N, 117.0˚E) during an experimental campaign from May 11th to 13th 2010. Dissipation rate was elevated (~10-7 Wkg-1) at night by convection mixing and was weakened (~10-9 Wkg-1) in daytime due to the warming stratification. Thermocline dissipation rate varied with time (~10-9 Wkg-1 to 10-8 Wkg-1) under the influence of internal waves. Energy was transferred from the diurnal internal tides to high frequency internal waves through nonlinear wave-wave interactions. This energy cascade process was accompanied by elevated shear and enhanced dissipation, which played an important role in the turbulent mixing in thermocline. Compare with the thermocline dissipation, dissipation below the thermocline was more stable and weak (~10-10 Wkg-1). The observed dissipation rate during the measurement was well parameterized by the MacKinnon-Gregg parameterization (a model based on a reinterpretation of wave-wave interaction theory), whereas the Gregg-Henyey parameterization was not in good agreement with the observed dissipation rate.