海洋环流的特征

1.科氏力和科氏参数

局地旋转角速度

2.大尺度运动和Rossby数

大气过程 长度尺度(km) 水平速度尺度(m/s) 时间尺度
海陆风 5~50 1~10 12 h
天气过程 100~5000 1~50 天~周
盛行风 全球尺度 5~50 季~年
气候 全球尺度 1~50 十年以上
海洋过程 长度尺度(km) 水平速度尺度(m/s) 时间尺度
内波 1~20 0.05~0.5 分~小时
上升流 1~10 0.1~1
大涡和锋面 0.1~1 5~50 天~周
主要流 10~1000 0.1~2 周~季
大尺度环流 海盆尺度 0.01~0.1 十年以上

运动空间尺度特点

  • 范围大,基本100km以上

时间尺度特点

  • 时间尺度长,一般1个月以上

物理意义:流体相对运动的时间尺度远大于地球自转周期,运动过程自转效应能够感觉到。

Rossby数定义:

[xi = frac{U}{fL} ]

3.正压海洋和斜压海洋

正压海洋等密度面和等压面平行,可以将密度看作常数,即

[ riangledown ho imes riangledown p = 0 ]

斜压海洋中等密度面不平行于等压面,密度(温度)不是常数

[ riangledown ho imes riangledown p e 0 ]

4.地转运动

基本运动方程为

[egin{eqnarray} egin{aligned} & frac{du}{dt} -fv = - frac{1}{ ho}frac{partial p}{partial x} + F_x & frac{dv}{dt} +fu = - frac{1}{ ho}frac{partial p}{partial y} + F_y end{aligned} end{eqnarray}]

实际海洋中摩擦力等外力很小,相对于科氏力和压力可以忽略,这样运动称之为地转运动。

定常条件下地转运动方程

[egin{eqnarray} egin{aligned} & fv = frac{1}{ ho}frac{partial p}{partial x} & fu = - frac{1}{ ho}frac{partial p}{partial y} end{aligned} end{eqnarray}]

运动特点:流动垂直于压强梯度,即平行于等压线。在北半球,高压在右手方向。

[egin{equation} vec{v} = vec{k} imes frac{1}{ ho f} riangledown p end{equation}]

运动状态下的压力(p)可以表示为静压(p_0)和动压(p')之和

[egin{equation} p(x,y,z,t) = p_0(z) + p'(x,y,z,t) end{equation}]

Reference:

"海洋环流的特征总结" (April 8, 2012), [Online] Available: http://wenku.baidu.com/view/9dc366ee172ded630b1cb60f.html (April 8, 2012)

原文地址:https://www.cnblogs.com/li12242/p/4963739.html