Soru:
okyanus akıntı frekansı
shamalaia
2016-05-27 19:05:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Muller ve Garrett tarafından yazılan bu makalede şu ifade yer almaktadır:

Okyanusun içindeki akımların Coriolis frekansından çok daha düşük frekanslara sahip olması standart bir beklentidir Sürtünmeden etkilenen sınır tabakasında katı bir sınırın yakınında bir Ekman akısına yol açacaktır ve bu akının yakınsaması veya ıraksaması iç akıntılar üzerinde bir geri etkiye sahip olacaktır.

Pek bilmiyorum Bir akımın frekansının ne olduğunu anlayın. Coriolis frekansı ile dinamik olarak nasıl ilişkilidir?

Bir cevap:
arkaia
2016-05-27 20:40:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Okyanus akıntıları, farklı frekanslarda zorlanan akış salınımları olarak tanımlanabilir. Herhangi bir dış kuvvetin (rüzgar, sürtünme) yokluğunda, ortaya çıkan akış, Coriolis ve atalet arasındaki dengeye yanıt olan eylemsizlik hareketidir. Coriolis parametresi, $ f $, bir frekans olarak tanımlanabilir: bir su parselinin etkin gezegensel dönüş frekansı. Dolayısıyla, $ f $, Coriolis frekansı veya eylemsizlik frekansı olarak adlandırılır.

Eylemsiz frekansta salınım yapmayan birçok akım örneği vardır. En basit örnekler gelgitlerdir. Örneğin, 43,5N'de, Coriolis frekansı 10 ^ {- 4} $ $ s ^ {- 1} $ 'dır, bu da 17.4 saat $' lık bir eylemsizlik dönemine eşdeğerdir. Ana yarı günlük gelgit bileşeni olan $ M_2 $, 12.42 saat $ 'lık bir periyoda sahiptir, bu da eylemsizlik frekansından (orta enlemlerde) daha büyük bir frekansla sonuçlanır. Coriolis'ten daha büyük frekanslarda meydana gelen salınımlara süper eylemsiz akışlar denir. Öte yandan, günlük gelgitler (örneğin $ K_1 $, $ O_1 $) yaklaşık 24 saat $ 'lık periyotlara sahiptir ve bu nedenle eylemsiz frekanstan (orta enlemlerde) daha küçük frekanslara sahiptir. Coriolis'ten daha küçük frekanslarda meydana gelen salınımlara atalet altı akışlar denir.

http://www.boya-agl.st.ieo.es Belirli frekanslarda enerji zirvelerini gösteren akış spektrumu: günlük gelgitler ($ O_1, K_1 $ ), yarı dairesel gelgit ($ M_2 $) ve Coriolis (atalet) frekansı ($ f $).

Gerçek okyanusta, gezegensel girdap (Coriolis) ve eylemsizlik arasındaki denge hikayenin sadece bir kısmıdır. Genellikle akışa etki eden başka kuvvetler vardır. Örneğin, denge Coriolis ile basınç gradyanı arasında olduğunda, jeostrofik denge elde ederiz. Ortaya çıkan jeostrofik akımlar, ivme olmadığı için (sabit durum) sıfır frekanslı hareket olarak tanımlanabilir.

Bir diğer önemli kuvvet de rüzgarın etkisidir. Coriolis (gezegensel dönüş) ile rüzgarın neden olduğu sürtünme kuvveti (gerilim) arasındaki dengeyi düşündüğümüzde, denge Ekman akışı ile sonuçlanır. Ekman durumunda, yüzeye yakın katmanda (sınır katmanı) karıştırma dikkate alınmalıdır. Aynı tür denge okyanusta dibe yakın bir yerde bulunur, çünkü orada akışın sıfıra gitmesi için orada başka bir sınır tabakası oluşturulur. Bu sürtünme kuvvetlerinin sonuç olarak ortaya çıkan etkisi, akışın artık atalet frekanslarında salınım yapmamasıdır.

Bahsettiğiniz makalede, sınıra yakın sürtünme etkilerinin (Ekman dengesi) iç akışı nasıl etkilediğini açıklıyorlar. Okyanusun içi jeostrofik dengede olma eğilimindedir (ataletten daha küçük frekanslar). Sınır akış etkileri, jeostrofik dengeyi değiştirerek içeriye doğru yayılma eğilimindedir. Bu etkinin iyi bir örneği Ekman'ın pompalamasıdır: siklonik rüzgarlar Ekman taşınmasına neden olur, bu da yüzeyde bir sapmaya neden olur ve akışı dengelemek için dikey akışla sonuçlanır (yukarı yükselme). Bu etkiye Ekman pompalama adı verilir ve sınır akışlarını telafi etmek için iç akışı değiştirir.

"Coriolis frekansından çok daha düşük frekanslara sahip akımlar [...] Ekman akısına yol açacaktır" diyen kısımda hala biraz kafam karıştı. Bu sadece bir gözlemin sonucu mu yoksa belli bir frekansa sahip akımların diğer frekansların akımıyla belirli bir şekilde etkileşime girmesi nedeniyle mi söyleniyor?
@A_C, evet. Farklı frekanslardan gelen dalgaların etkileşime girdiği gibi, farklı frekanslardaki akımlar etkileşime girebilir. Akımlar temelde dalgalar gibidir
nokta bu. Bunu teorik bir şekilde nasıl tarif edebileceğimizi ve tahminlerde bulunabileceğimizi anlamıyorum. bununla ilgili herhangi bir referansınız var mı? kitap, kağıtlar veya bildiriler?
Yönetim denklemleri Navier-Stokes denklemleridir ve bir dalga denklemi olarak çözülebilirler: http://math.stackexchange.com/questions/646265/wave-equation-from-navier-stokes. Okyanustaki momentum dengesi denklemlerine çeşitli çözümler, tüm akımlara genişletilebilen dalga formlarıyla sonuçlanır, örneğin: https://en.wikipedia.org/wiki/Equatorial_Rossby_wave. Sonuçta, $ u = U * exp (-iwt) $ ile kolayca çözülebilen denklemlerden herhangi birine doğrusal yaklaşımlar vardır. $ W $, hareketinizin sıklığıdır.
Birkaç şey daha: Navier-Stokes denklemlerini çözmeye yönelik dalga yaklaşımına bir örnek Lighthill tarafından verilmiştir: https://en.wikipedia.org/wiki/Aeroacoustics#Lighthill.27s_equation. Okyanustaki dalgaları anlamak için en iyi ders kitabı muhtemelen Joe Pedlosky'nin kitabıdır: "Okyanus ve Atmosferdeki Dalgalar" http://www.springer.com/us/book/9783540003403
Pedlosky'nin kitabı gerçekten çok güzel. Başka, daha nazik bir yaklaşım için, bu ücretsiz Gerkema kitabını deneyin https://www.nioz.nl/files/upload/users/258010/book.pdf


Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...