Геострофни струи

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Пример за геострофичен тек на северната полутопка.
Спирала во геострофна рамнотежа во северната полутопка. Побледата вода е помалку густа од темната вода, но погуста од воздухот; градиентот на притисокот нанадвор е избалансиран со силата на кориолисот од 90 степени. Структурата на крајот ќе се распадне поради триење и мешање на својствата на водата.

Геострофна струја е океанска струја во која силата на градиентот на притисокот е избалансирана со Кориолисовиот ефект. Насоката на геострофичниот тек е паралелна со изобарите, со високиот притисок десно од протокот на северната полутопка и високиот притисок лево на јужната полутопка. Овој концепт е познат од временските мапи, чии изобари го покажуваат правецот на геострофниот тек во атмосферата. Геострофниот тек може да биде или баротропен или бароклиничен. Геострофната струја може да се смета и како ротирачки бран на плитка вода со фреквенција од нула. Принципот на геострофија е корисен за океанографите бидејќи им овозможува да заклучат океански струи од мерењата на висината на површината на морето (со комбинирана сателитска височина и гравиметрија) или од вертикалните профили на густината на морската вода земени од бродови или автономни пловци. Главните струи на светските океани, како што се Голфската струја, струјата Курошио, струјата Агулхас и кружната струја на Антарктикот, се приближно во геострофна рамнотежа и се примери за геострофни струи.

Едноставно објаснување[уреди | уреди извор]

Морската вода природно има тенденција да се движи од регион со висок притисок (или високо морско ниво) во регион со низок притисок (или ниско ниво на морето). Силата што ја турка водата кон регионот со низок притисок се нарекува сила на градиент на притисок. Во геострофичниот тек, наместо водата да се движи од регион со висок притисок (или високо морско ниво) во регион со низок притисок (или ниско ниво на морето), таа се движи по линиите со еднаков притисок (изобари). Ова се случува затоа што Земјата ротира. Вртењето на земјата резултира со „сила“ што се чувствува од водата што се движи од високо кон ниско, позната како Кориолисова сила. Кориолисовата сила делува под прав агол на протокот и кога ја балансира силата на градиентот на притисокот, добиениот тек е познат како геострофен.

Како што е наведено погоре, насоката на протокот е со високиот притисок десно од протокот во северната полутопка и високиот притисок лево во јужната полутопка. Насоката на протокот зависи од полутопката, бидејќи насоката на Кориолисовата сила е спротивна во различните полутопки.

Формулација[уреди | уреди извор]

Геострофните равенки се поедноставена форма на равенките Навиер-Стоукс во ротирачка референтна рамка. Особено, се претпоставува дека нема забрзување (стабилна состојба), дека нема вискозитет и дека притисокот е хидростатички. Резултирачката рамнотежа е (Гил, 1982):

каде е параметарот Кориолис, е густината, е притисокот и се брзините во -насоки соодветно.

Едно посебно својство на геострофните равенки е тоа што тие ја задоволуваат верзијата на стабилна состојба на равенката за континуитет. Тоа е:

Ротирачки бранови со нулта фреквенција[уреди | уреди извор]

Равенките што го регулираат линеарниот, ротирачки бран на плитка вода се:

Претпоставката за стабилна состојба направена погоре (без забрзување) е:

Алтернативно, можеме да претпоставиме брановидна, периодична, зависност во времето:

Во овој случај, ако поставиме , се вративме на геострофичките равенки погоре. Така, геострофната струја може да се замисли како ротирачки бран на плитка вода со фреквенција од нула.

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  • Gill, Adrian E. (1982), Atmosphere-Ocean Dynamics, International Geophysics Series, 30, Oxford: Academic Press, ISBN 0-12-283522-0