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钱柜娱乐大气动力学的特征参数

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  地球大气的基本作用力,有重力、科里奥利力、气压梯度力和粘性力(摩擦力)。在不同尺度的大气运动中,由于作用力不同,其惯性加速度也不同。一般将空气水平运动的惯性力和科里奥利力的比值,定义为罗斯比数,它可表示为

  式中ι为大气运动的水平特征尺度,u为水平风速特征尺度,f=2ωsinφ(ω为地球自转角速度,φ为纬度)为科里奥利参数。显然,ι越大,Ro 越小,科里奥利力的作用就越重要。中纬地区的大气运动,u≈ 10米/秒,f≈10-4秒-1。在大尺度运动的情形下,Ro 约为1/10,这说明惯性力比科里奥利力小得多,在最粗略的近似下可以略去。这样,气压梯度力将和科里奥利力平衡,而形成地转风。至于中尺度运动,Ro ≈1。可见,罗斯比数是描写大气水平运动特性的一个重要参数。

  另一方面,把铅直方向的惯性力和阿基米德浮力之比定义为弗劳德数,即 :这里w是大气运动铅直速度的特征尺度;孒 是大气的平均密度;x′是密度变化的特征量;g 是重力加速度;啛是大气标高(均质大气高度),一般为8公里。当弗劳德数Fγ1时,运动是准静力的。倘若Fγ≥1,即w较大时,则运动将是非静力的。一般大尺度运动都是准静力的。

  研究大气边界层的运动时,常引入埃克曼数,它定义为粘性力和科里奥利力之比,即

  式中v是涡旋运动粘度。如果Ek1,粘滞力可以忽略不计;若Ek1,粘滞力的作用将显得很重要。一般在行星边界层中才需要考虑涡旋粘性对运动的影响。

  随着近代数学和计算技术的发展,大气动力学的研究,已深入到更广泛的领域,成为天气学、气候学和数值天气预报的基础。

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