地转流计算解读.ppt

? 海水的运动方程 – 牛顿第二运动定律 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ( ) ( ) ( sin 2 z u Kz z y u K y x u K x x p dt du y x ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ( ) ( ) ( sin 2 z v Kz z y v K y x v K x u y p dt dv y x ? ? ? ? g z p ? ? ? ? ? ? 0 ? ? ? ? ? ? ? ? y F u y p dt d . sin 2 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? z F z p g dt dw 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x F x p dt du ? ? ? ? sin 2 1 0 方程左边： 海水质 点的加速度分量 方程右边： 作用在 单位质量海水质点 上的力 Review ? ? ? ? ? ? ? ? y F u y p dt d . sin 2 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? z F z p g dt dw 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x F x p dt du ? ? ? ? sin 2 1 0 海水运动方程 方程左边：海水质点的加速度分量 方程右边：作用在单位质量海水质点上的力 第一项：重力 g:9.8m/s 2 第二项：压强梯度力 与等压面垂直，且指向压力减小的方向 压强单位： 数值上 1dz( 米 )====1dp( 分巴） 数值上 数值上 1dz( 米 )=====100hPa=====10 -2 MPa( 兆帕斯卡 ) 第三项：科氏力 第四项：切应力 第五项：其他作用力如 引潮力等 方向 : 物体运动方向右方 90 ° ( 北 ) 、物体运动方向 左方 90 ° ( 南 ) 特点：只有运动的物体 才受力； 科氏力只改变 物体的运动方向，不改 变速度大小； 赤道为 0 ， 极区最大 ? 连续性方程 – 质量守恒定律 0 ) ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? z w y v x u dt d ? ? 质量连续方程 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? z w y v x u 体积连续方程 ? 地转流 在不考虑海水的湍应力和其它影响海水流动的因素， 水平压强梯度力与科氏力取得平衡的定常运动就称 为地转流 Gx ? v ? 地转方程及其解 x y v β G Gx Gz f g B A v AB x y Gx X A B x -z ? tg ? = ? z/ ? x a) 密度均匀 ? ? ? ? ? ? ? ? 0 sin 2 u tg g v ? ? ? 地转流速公式 ? 流速与 tgβ 成正比， β 越大，流速越大。 ? 北半球，地转流的流向指向等压面下倾方向右方 90 °。当观测者顺流而立时，右侧等压面高，左侧 低， 即等压面自左下方向右上方倾斜，南半球与 之相反。 b) 密度不均匀 2 sin g v tg ? ? ? ? ? ⑵假设海区深层存在水平的等压面 P N ， 该处流速为 0 — 零面或流速参考零面 又设零面以上任一水平 面上站 A 、站 B ，且 ? A ? B ,P 为零面上方某一等 压面， h A * 、 h B * 分别表 示 A 、 B 两站处等压面 P 与零面的垂直距离 P N 海面 x -z P A B h A * h B * F E β P 4. 地转流的动力计算 根据流体静压关系，零面处 E 、 F 两点间的压强为 * * B B F A A E gh P p gh P p ? ? ? ? ? ? F E p p F E ? 以 处在同一等压面上，所 、 因 * * * * , B A B A B B A A h h gh gh ? ? ? ? ? ? ? ? ? P P P tg g u ? ? ?