Градиенты течения в однородном или переслоенном море

Эффект Кориолиса.

При вращении диска более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Переместить некоторое тело вдоль радиуса так, чтобы оно оставалось на радиусе (синяя стрелка из положения "А" в положение "Б") можно, увеличив скорость тела, то есть придав ему ускорение. Если система отсчётавращается вместе с диском, то видно, что тело "не хочет" оставаться на радиусе, а "пытается" уйти влево -- это и есть сила Кориолиса.

Траектории шарика при движении по поверхности вращающейся тарелки в разных системах отсчета (вверху - в инерциальной, внизу - в неинерциальной).

оси вращения. Названа по имени французского учёного Гюстава Гаспара Кориолиса, впервые её описавшего. Ускорение Кориолиса было получено Кориолисом в 1833 году, Гауссом в1803 году и Эйлером в 1765 году.

Причина появления силы Кориолиса -- в кориолисовом (поворотном) ускорении. В инерциальных системах отсчёта действует закон инерции, то есть, каждое тело стремится двигаться по прямой и с постоянной скоростью. Если рассмотреть движение тела, равномерное вдоль некоторого вращающегося радиуса и направленное от центра, то станет ясно, что чтобы оно осуществилось, требуется придавать телу ускорение, так как чем дальше от центра, тем должна быть больше касательная скорость вращения. Это значит, что с точки зрения вращающейся системы отсчёта, некая сила будет пытаться сместить тело с радиуса.

Для того, чтобы тело двигалось с кориолисовым ускорением, необходимо приложение силы к телу, равной F = ma, где a -- кориолисово ускорение. Соответственно, тело действует потретьему закону Ньютона с силой противоположной направленности. F_K = -- ma.

Сила, которая действует со стороны тела, и будет называться силой Кориолиса. Не следует путать Кориолисову силу с другой силой инерции -- центробежной силой, которая направлена по радиусу вращающейся окружности.

Если вращение происходит по часовой стрелке, то двигающееся от центра вращения тело будет стремиться сойти с радиуса влево. Если вращение происходит против часовой стрелки -- то вправо.

Градиентные течения могут возникать в море и при отсутствии неравномерности распределения плотности по горизонтали, то есть в однородном по плотности море. В этом случае их возникновение связано с воздействием внешних (механических) причин, которые вызывают наклон уровня. Наиболее часто этот наклон создаётся вследствие переноса вод ветровыми (дрейфовыми) течениями, вызывающего сгоны и нагоны воды, но может также создаваться колебаниями атмосферного давления и береговым стоком.

Допущения:

· Наклон поверхности моря постоянен и равен углу γ;

· Силы внутреннего трения отсутствуют, влияние трения о дно сказывается только в нижнем придонном слое толщиной D^/ (слой трения). Сила трения (Т= μV_T) направлена в сторону, обратную вектору течения, а ее величина пропорциональная коэффициенту трения μ, который на верхней границе придонного слоя трения равен нулю, а у дна равен бесконечности;

· Сила, вызвавшая наклон уровня, прекратила свое действие. Течение установившееся, т.е.

На частицу воды, взятую на изобарической поверхности P₀, будут действовать две силы: сила, обусловленная градиентом гидростатического давления , и сила тяжести g

Дата добавления: 2017-01-14