Coriolisova-Stokesova síla - Coriolis–Stokes force

v dynamika tekutin, Coriolisova-Stokesova síla je nutení střední tok v rotující tekutině v důsledku interakce Coriolisův efekt a vlnami indukované Stokesův drift. Tato síla působí na vodu nezávisle na stres větru.^[1]

Tato síla je pojmenována po Gaspard-Gustave Coriolis a George Gabriel Stokes, dva vědci z devatenáctého století. Důležité počáteční studie účinků Rotace Země na vlnový pohyb - a výsledné vynucené účinky na střední hodnotu cirkulace oceánu - byly provedeny Ursell & Deacon (1950), Hasselmann (1970) a Pollard (1970).^[1]

Coriolis-Stokes nutí k průměrnému oběhu v Euleriánský referenční rámec byl poprvé dán Hasselmann (1970):^[1]

${displaystyle ho {oldsymbol {f}} je {oldsymbol {u}} _ {S},}$

přidá se ke společné Coriolisově síle ${displaystyle ho {oldsymbol {f}} je {oldsymbol {u}}.}$ Tady ${displaystyle {oldsymbol {u}}}$ je znamenat rychlost proudění v Eulerianově referenčním rámci a ${displaystyle {oldsymbol {u}} _ {S}}$ je Stokesova driftová rychlost - za předpokladu, že obě jsou horizontální rychlosti (kolmé k ${displaystyle {hat {oldsymbol {z}}}}$). Dále ${displaystyle ho}$ je tekutina hustota, ${displaystyle imes}$ je křížový produkt operátor, ${displaystyle {oldsymbol {f}} = f {hat {oldsymbol {z}}}}$ kde ${displaystyle f = 2Omega sin phi}$ je Coriolisův parametr (s ${displaystyle Omega}$ rotace Země úhlová rychlost a ${displaystyle sin phi}$ the sinus z zeměpisná šířka ) a ${displaystyle {hat {oldsymbol {z}}}}$ je jednotkový vektor ve svislém směru nahoru (proti Gravitace Země ).

Vzhledem k tomu, že Stokesova driftová rychlost ${displaystyle {oldsymbol {u}} _ {S}}$ je v šíření vln směr a ${displaystyle {oldsymbol {f}}}$ je ve svislém směru, Coriolis-Stokesova síla je kolmý do směru šíření vln (tj. ve směru rovnoběžném s vlnové hřebeny ). V hluboké vodě je Stokesova rychlost driftu ${displaystyle {oldsymbol {u}} _ {S} = {oldsymbol {c}}, (ka) ^ {2} exp (2kz)}$ s ${displaystyle {oldsymbol {c}}}$ vlny fázová rychlost, ${displaystyle k}$ the vlnové číslo, ${displaystyle a}$ vlna amplituda a ${displaystyle z}$ vertikální souřadnice (kladná ve směru vzhůru proti gravitačnímu zrychlení).^[1]

Viz také

• Ekmanova vrstva
• Ekman transport

Poznámky

Reference