Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Число Россби ( Ro ), названное в честь Карла-Густава Арвида Россби , является безразмерным числом, используемым для описания потока жидкости. Число Россби - это отношение силы инерции к силе Кориолиса , члены и в уравнениях Навье – Стокса соответственно. [1] [2] Он обычно используется в геофизических явлениях в океанах и атмосфере , где характеризует важность кориолисовых ускорений, возникающих в результате вращения планет . Оно также известно как число Кибеля . [3]

Число Россби (Ro, а не R o ) определяется как

где U и L , соответственно , характерные скорости и длиной шкала явления, и это частота Кориолиса , с является угловой частотой от планетарного вращения и широтой .

Маленькое число Россби означает систему, на которую сильно влияют силы Кориолиса, а большое число Россби означает систему, в которой преобладают инерционные и центробежные силы. Например, в торнадо число Россби велико (≈ 10 3 ), в системах низкого давления оно мало (≈ 0,1–1), а в океанических системах оно порядка единицы, но в зависимости от явления может колеблются в пределах нескольких порядков (≈ 10 −2 –10 2 ). [4] В результате в торнадо сила Кориолиса незначительна, и баланс находится между давлением и центробежными силами (так называемый циклострофический баланс ). [5] [6]Циклострофический баланс также обычно возникает во внутреннем ядре тропического циклона . [7] В системах с низким давлением центробежная сила незначительна, и баланс находится между силами Кориолиса и давлением (так называемый геострофический баланс ). В океанах все три силы сопоставимы (так называемый циклогеострофический баланс ). [6] Для рисунка, показывающего пространственные и временные масштабы движений в атмосфере и океанах, см. Kantha and Clayson. [8]

Когда число Россби велико (либо потому, что f мало, например, в тропиках и на более низких широтах, либо потому, что L мало, то есть для мелкомасштабных движений, таких как поток в ванне , либо для больших скоростей), эффекты вращения планет не важны, и ими можно пренебречь. Когда число Россби мало, то влияние вращения планет велико, а чистое ускорение сравнительно мало, что позволяет использовать геострофическое приближение . [9]

См. Также [ править ]

  • Сила Кориолиса  - сила, действующая на объекты, движущиеся в пределах системы отсчета, которая вращается относительно инерциальной системы отсчета.
  • Центробежная сила  - инерционная сила, направленная от оси, проходящей через начало системы координат, и параллельная оси, вокруг которой вращается система координат.

Ссылки и примечания [ править ]

  1. ^ MB Abbott & W. Alan Price (1994). Справочник прибрежных, устьевых и портовых инженеров . Тейлор и Фрэнсис. п. 16. ISBN 0-419-15430-2.
  2. ^ Pronab K Банерджи (2004). Океанография для начинающих . Мумбаи, Индия: Allied Publishers Pvt. ООО п. 98. ISBN 81-7764-653-2.
  3. ^ Б.М. Бубнов, Г.С. Голицын (1995). Конвекция во вращающихся жидкостях . Springer. п. 8. ISBN 0-7923-3371-3.
  4. ^ Лакшми Х. Канта и Кэрол Энн Клейсон (2000). Численные модели океанов и океанических процессов . Академическая пресса. п. 56 (таблица 1.5.1). ISBN 0-12-434068-7.
  5. ^ Джеймс Р. Холтон (2004). Введение в динамическую метеорологию . Академическая пресса. п. 64. ISBN 0-12-354015-1.
  6. ^ a b Лакшми Х. Канта и Кэрол Энн Клейсон (2000). Численные модели океанов и океанических процессов . п. 103. ISBN 0-12-434068-7.
  7. ^ Джон А. Адам (2003). Математика в природе: моделирование закономерностей в естественном мире . Издательство Принстонского университета. п. 135. ISBN 0-691-11429-3.
  8. ^ Лакшми Х. Канта и Кэрол Энн Клейсон (2000). Численные модели океанов и океанических процессов . п. 55 (рисунок 1.5.1). ISBN 0-12-434068-7.
  9. ^ Роджер Грэм Барри и Ричард Дж. Чорли (2003). Атмосфера, погода и климат . Рутледж. п. 115. ISBN 0-415-27171-1.

Дальнейшее чтение [ править ]

Подробнее о численном анализе и роли числа Россби см .:

  • Дейл Б. Хайдфогель и Айке Бекманн (1998). Численное моделирование циркуляции океана . Imperial College Press. п. 27. ISBN 1-86094-114-1.
  • Зигмунт Ковалик и Т. С. Мурти (1993). Численное моделирование динамики океана: модели океана . World Scientific. п. 326. ISBN. 981-02-1334-4.

Исторический отчет о приеме Россби в Соединенных Штатах см.

  • Джеффри Розенфельд (2003). Око бури: самые смертоносные ураганы, смерчи и метели в мире . Основные книги. п. 108. ISBN 0-7382-0891-4.