陆地对风和洋流的影响?

Question

如果我们做一个思想实验，想象地球被一个全球性的海洋所覆盖。没有陆地来减缓风或引导洋流)风和浪会永远巨大，还是会达到某种平衡状态?

Answer 1

一些想法——假设就像你说的，水行星和地球一样大，其他条件都相同，最好考虑两种主要的波:

非弥散风产生的波:这里最大浪高是风速(fetch)的函数。然而，风速一般不是波高的函数(除非你引用ENSO中的walker环流等概念，但你不会得到ENSO，因为没有大陆边界)。

在深水中，最大波高与取力的关系可以用经验描述为$$H_{max}=0.332 \√{F}$$

所以这一切都表明，如果不了解大气动力学，就不可能确定$H_{max}$。如果你假设大气动力学与地球上的相同(在风暴统计方面)，那么这个小小的经验关系将表明，对于同样大小的水行星，风产生的波高应该没有什么不同。大的行星做然而，有更大的风暴……

漩涡和行星波涡流是波，但与风产生的波有很大不同。虽然它们肯定达不到风力产生的波的令人印象深刻的高度，但它们的波长要大几个数量级。所以从技术上讲，你可以说它们实际上是“更大”的波。还有涡流行星波比如罗斯比波和开尔文波。所有这些漩涡和行星波的大小都受到罗斯比变形半径的限制。也就是说，它们的最大尺寸有效地受到地球曲率的限制。

结果为了得到更大的风产生的波浪，你需要更大的风暴。因此，你需要一个更大的行星(例如木星上的大红斑)。为了得到更大的行星波和漩涡，你也需要一个更大的行星!行星越大，风暴越大的原因而且更大的行星波/涡是一样的~这是一个更大的行星的罗斯比半径更大。

你可能会对一个叫做“水行星实验”的项目感兴趣。这些是在一个假设的没有大陆的星球上运行的环流模型，它们都是大气和海洋。下图是水行星模拟的云覆盖输出。

Answer 2

它们会达到平衡，或者更确切地说是稳定状态，在这种状态下，最终来自太阳的能量输入与摩擦耗散的能量匹配。风速会稍微高一些，因为水的摩擦力比陆地小，但不是很大的因素。这种状态在南半球盛行的西风带——咆哮的40度带——很接近。