洋流的频率

Question

在这论文穆勒和加勒特说:

海洋中它是一个标准的期望电流与频率远低于室内科里奥利频率将导致摩擦的埃克曼通量影响固体边界附近的边界层,收敛或发散的变化会影响室内气流。

我不太明白什么是电流的频率。它动态地与科里奥利频率如何?

Answer 1

洋流可以被描述为流被迫在不同频率的振荡。在没有任何外部力量(风、摩擦),产生的流惯性运动,这是应对科里奥利和惯性之间的平衡。科里奥利参数,f,美元可以被描述为一个频率:一个包裹的有效行星转动频率的水。所以,f被称为科里奥利频率或美元惯性频率。

有很多的例子在惯性频率电流不摆动。最简单的例子是潮汐。例如,在43.5 n,科里奥利频率是10美元^ {4}$ $ s ^{1} $,相当于一个惯性的h $ 17.4美元。半日潮汐的主要组成部分,M_2,美元12.42 h,这导致频率大于惯性频率(中纬度地区)。发生的振荡频率大于科里奥利被称为super-inertial流动。另一方面,全日潮(例如,K_1,美元O_1)美元时期约24小时,因此美元有频率小于惯性频率(在中纬度地区)。发生的振荡频率小于科里奥利被称为sub-inertial流动。

流谱显示能源高峰在某些频率:周日潮汐(O_1美元,K_1),半日潮(M_2)美元和科里奥利(惯性)频率(f)美元。

在真实的海洋,行星涡之间的平衡(科里奥利)和惯性只是故事的一部分。通常有其他力量作用于流。例如,当科里奥利和压力梯度之间的平衡,我们结束了地转平衡。由此产生的地转流可以被描述为一个零频运动由于没有加速度(稳态)。

另一个重要的力量是风的影响。当我们考虑科氏力之间的平衡(行星旋转)和摩擦力(压力)由风引起的,平衡的结果埃克曼流。埃克曼的情况下,混合层的表面附近(边界层)需要考虑。相同类型的平衡是出现在海洋附近的底部,另一个建立了边界层的流动去零底部。结果这些摩擦力的影响是根本不再摆动惯性流频率。

论文中你提到,他们描述边界附近的摩擦效应(埃克曼平衡)影响内部流动。海洋的内部往往是在地转平衡(频率小于惯性)。边界效应倾向于传播流入内部修改地转平衡。这种效应的一个很好的例子是埃克曼泵:气旋大风的原因埃克曼输送,这反过来会导致表面散度,为了平衡流,导致垂直流(上升流)。这种效应被称为埃克曼泵和修改内部流补偿边界流动。