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牧师

洋流的频率

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?

回答

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)[1],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} $,相当于[惯性段17.4 h] [2]。半日潮汐的主要组成部分,M_2,美元12.42 h,这导致频率大于惯性频率(中纬度地区)。发生的振荡频率大于科里奥利被称为super-inertial流动。另一方面,全日潮(例如,K_1,美元O_1)美元时期约24小时,因此美元有频率小于惯性频率(在中纬度地区)。 The oscillations that happen at frequencies smaller than Coriolis are called sub-inertial flows. [![http://www.boya-agl.st.ieo.es][3]][3]Flow spectrum showing energy peaks at certain frequencies: diurnal tides ($O_1, K_1$), semidiurnal tide ($M_2$), and Coriolis (inertial) frequency ($f$). In the real ocean, the balance between planetary vorticity (Coriolis) and inertia is only part of the story. There are usually other forces acting on the flow. For instance, when the balance is between Coriolis and the pressure gradient, we end up with the [geostrophic balance][4]. The resulting geostrophic currents can be described as a [zero-frequency motion][5] as there is no acceleration (steady-state). Another important force is the effect of the wind. When we consider the balance between Coriolis (planetary rotation) and the frictional force (stress) caused by the wind, the balance results in [Ekman flow][6]. In the Ekman case, the mixing in the layer near the surface (boundary layer) needs to be considered. The same type of balance is present in the ocean in the vicinity of the bottom, as another boundary layer is established there for the flow to go to zero at the bottom. The resulting effect of these frictional forces is that the flow does no longer oscillate at inertial frequencies. In the paper you mention, they describe how the frictional effects near the boundary (Ekman balance) influence the interior flow. The interior of the ocean tends to be in geostrophic balance (frequencies smaller than inertial). The boundary flow effects tend to propagate into the interior modifying the geostrophic balance. A good example of this effect is Ekman pumping: cyclonic winds cause [Ekman transport][6], that in turn causes a surface divergence, and in order to balance the flow, result in vertical flow (upwelling). This effect is called Ekman pumping and modifies the interior flow to compensate boundary flows. [1]: http://marine.rutgers.edu/dmcs/ms501/2004/NotesWilkin/#_Toc89497136 [2]: http://www.physocean.icm.csic.es/Utilities/calculators/coriolis-en.html [3]: http://i.stack.imgur.com/j34Tq.png [4]: https://en.wikipedia.org/wiki/Geostrophic_current [5]: https://en.wikipedia.org/wiki/Geostrophic_current#Rotating_waves_of_zero_frequency [6]: https://en.wikipedia.org/wiki/Ekman_transport

编辑总结

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\ begingroup美元我还是有点困惑的说“电流[…)与频率远低于科里奥利频率将导致一个埃克曼通”。只是一些观测的结果或据说因为电流以某一频率交互以某种方式与当前其他频率? \ endgroup美元
- - - - - -shamalaia
2016年5月28日在7:07吗
1

\ begingroup美元 @A_C,是的。不同频率的电流可以互动,以同样的方式从不同频率波相互作用。电流从根本上就像波 \ endgroup美元
- - - - - -arkaia
2016年5月28日12:22
\ begingroup美元这是点。我没有看到我们如何描述,在理论方法和作出预测。你有参考吗?书,论文或施舍? \ endgroup美元
- - - - - -shamalaia
2016年5月28日14:18
\ begingroup美元控制方程navier - stokes方程,他们可以解决一个波动方程:math.stackexchange.com/questions/646265/…。一些解决海洋中动量平衡方程导致波形,可以扩大到所有电流,例如:en.wikipedia.org/wiki/Equatorial_Rossby_wave。最终,任何有线性近似方程,可以很容易地解决了u = u * exp (-iwt)美元。w美元是你运动的频率。 \ endgroup美元
- - - - - -arkaia
2016年5月29日在0:56吗
1

\ begingroup美元两个东西:一个例子的波方法求解navier - stokes方程给出的:en.wikipedia.org/wiki/Aeroacoustics # Lighthill.27s_equation。最好的课本理解波浪海洋可能是一个由乔Pedlosky:“波浪在海洋和大气”springer.com/us/book/9783540003403 \ endgroup美元
- - - - - -arkaia
在2016日5月29日

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