Fala grawitacyjna (mechanika cieczy)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy mechaniki cieczy. Zobacz też: fale grawitacyjne (teoria względności).
Powierzchniowa fala grawitacyjna załamująca się na plaży.
Chmury falowe Theresa, Wisconsin, USA.
Fale grawitacyjne obserwowane z przestrzeni kosmicznej.
Zdjęcie satelitarne fal grawitacyjnych na zawietrznej wyspy wulkanicznej Île Amsterdam na Oceanie indyjskim.

Fala grawitacyjna (oscylacje wypornościowe) – w mechanice cieczy jest to fala utworzona przez siły wypornościowe i siłę grawitacji w stabilnie stratyfikowanym ośrodku lub na powierzchni dwóch warstw cieczy o różnej gęstości. W opisie zjawisk atmosferycznych i oceanograficznych jest to fala utworzona w stabilnie stratyfikowanym powietrzu lub wodzie, lub na powierzchni pomiędzy dwoma warstwami o różnych właściwościach.

Czyste atmosferyczne fale grawitacyjne mają okres oscylacji około 5-15 min. Ogólnie mówiąc, częstotliwość atmosferycznych fal grawitacyjnych zawiera się w przedziale częstotliwości Coriolisa i częstotliwości Brunta-Väisäli. Fale grawitacyjne w atmosferze mogą powstać tylko w stabilnej atmosferze, czyli wtedy kiedy temperatura potencjalna rośnie z wysokością nad powierzchnią Ziemi. Fale grawitacyjne tworzą się w atmosferze w różnych sytuacjach. Związane są m.in. z uliczkami chmur, głęboką konwekcją, stratyfikowanymi chmurami w obszarze stabilnej atmosfery.

Liniowa teoria fal grawitacyjnych[edytuj | edytuj kod]

Równania ruchu fal grawitacyjnych w przypadku dwuwymiarowego przypływu powietrza w stabilnej atmosferze przy założeniu, że powietrze jest nieściśliwe a siła Coriolisa jest mało istotna można przedstawić w postaci


\frac{\partial u}{\partial t} +  u \frac{\partial u}{\partial x} + w \frac{\partial u}{\partial z}=
-\frac{1}{\rho}  \frac{\partial p}{\partial x}


\frac{\partial w}{\partial t} +  u \frac{\partial w}{\partial x} + w \frac{\partial w}{\partial z}=
-\frac{1}{\rho}  \frac{\partial p}{\partial z}-g


\frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial w}{\partial z}=0


\frac{d b}{d z} + w N^2(z)=0

gdzie u jest prędkością horyzontalną wiatru, w jest prędkością pionową, p jest ciśnieniem; \rho jest gęstością powietrza, \theta jest temperaturą potencjalną, g jest stałą grawitacyjną.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]