Dryft Stokesa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Dryft Stokesa, w sytuacji gdzie długość fali jest znacznie większa niż głębokość wody. Kliknij tutaj, żeby zobaczyć animację (1.29 MB). Czerwone kółka pokazują pozycję cząstek (ang. tracers) poruszających się z prędkością przepływu. Błękitne linie pokazują drogę tych cząstek. Błękitne kółka pokazują pozycje w cieczy po przejściu jednej fali. Białe kropki pokazują ruch cząstki cieczy

Dryft Stokesa – średnia prędkość w wodzie (cieczy) obserwowana w ruchu falowym, powodowana na przykład przez zmniejszenie amplitudy (eliptycznych) trajektorii cząstek w wodzie wraz z głębokością[1].

Różnica pomiędzy horyzontalną amplitudą ruchu z głębokością powoduje, że cząstki na powierzchni wody poruszają się nieco bardziej w kierunku przemieszczającej się fali niż w kierunku przeciwnym na pewnej głębokości w wodzie. Powoduje to dryft, nazywany dryftem Stokesa. Dryft Stokesa istnieje, nawet jeżeli nie ma średniego przepływu wody, a jedynym mechanizmem jest falowanie[2]. Dryft Stokesa nie zależy także bezpośrednio od prędkości wiatru. Nawet kiedy prędkość wiatru jest zerowa istnienie propagujących się fal oceanicznych powoduje dryft Stokesa. Ocenia się jednak, że w pierwszym przybliżeniu dryft Stokesa na powierzchni oceanu wynosi około 3% prędkości wiatru w obszarze rozbiegu fal. Natomiast prędkość prądów dryftowych (pod powierzchnią ocanu) wynosi około 20-80% prędkości dryftu Stokesa na powierzchni. Z pomiarów prądów oceanicznych, prędkości wiatru i pola falowania można ocenić jaka część energii prądów oceanicznych jest wywoływana bezpośrednio przez wiatr (patrz warstwa Ekmana), a jaka przez dryft Stokesa[3] W układzie związanym z obracającą się cieczą (np. na Ziemi) przepływ wody związany z dryftem Stokesa jest poddawany efektowi Coriolisa (patrz siła Coriolisa-Stokesa).

Dryft Stokesa jest ważny m.in. w opisie transportu zanieczyszczeń na powierzchni wody[4].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. A.D.D. Craik. George Gabriel Stokes on water wave theory. „Annual Review of Fluid Mechanics”. 37, s. 23–42, 2005. doi:10.1146/annurev.fluid.37.061903.175836. 
  2. G.G. Stokes. On the theory of oscillatory waves. „Transactions of the Cambridge Philosophical Society”, s. 441–455, 1847. 
  3. Kejian Wu1 and Bin Liu, 2008, Stokes drift–induced and direct wind energy inputs into the Ekman layer within the Antarctic Circumpolar Current, Journal of Geophysical Research, 113, C10002, doi:10.1029/2007JC004579
  4. Ardhuin, F., A.D. Jenkins, D. Hauser, A. Reniers and B. Chapron, 2005, Waves and operational oceanography. EOS Trans. American Geophysical Union 86 (4) 37-40.