قوة كوريوليس-ستوكس

في ديناميكا الموائع ، تُعرف قوة كوريوليس-ستوكس بأنها قوة تؤثر على التدفق المتوسط ​​في سائل دوار نتيجة لتفاعل تأثير كوريوليس مع انجراف ستوكس الناتج عن الأمواج . وتؤثر هذه القوة على الماء بشكل مستقل عن إجهاد الرياح . ^{[ 1 ]}

سُميت هذه القوة نسبةً إلى غاسبار-غوستاف كوريوليس وجورج غابرييل ستوكس ، وهما عالمان من القرن التاسع عشر. وقد أجرى أورسيل وديكون (1950) ، وهسلمان (1970) ، وبولارد (1970) دراسات أولية هامة حول تأثير دوران الأرض على حركة الأمواج ، وما ينتج عنه من تأثيرات على دوران المحيطات . ^{[ 1 ]}

تم تقديم تأثير كوريوليس-ستوكس على الدوران المتوسط ​​في إطار مرجعي أويلري لأول مرة بواسطة هاسلمان (1970) : ^{[ 1 ]}

${\displaystyle \rho {\boldsymbol {f}}\times {\boldsymbol {u}}_{S},}$

يُضاف إلى قوة كوريوليس المشتركة${\displaystyle \rho {\boldsymbol {f}}\times {\boldsymbol {u}}.}$هنا${\displaystyle {\boldsymbol {u}}}$هي متوسط ​​سرعة التدفق في إطار مرجعي أويلري و${\displaystyle {\boldsymbol {u}}_{S}}$هي سرعة انجراف ستوكس - بشرط أن تكون كلتاهما سرعات أفقية (عمودية على${\displaystyle {\hat {\boldsymbol {z}}}}$). إضافي${\displaystyle \rho }$هي كثافة السائل ،${\displaystyle \times }$هو عامل الضرب الاتجاهي ،${\displaystyle {\boldsymbol {f}}=f{\hat {\boldsymbol {z}}}}$أين${\displaystyle f=2\Omega \sin \phi }$هو معامل كوريوليس (مع$أوميغا$السرعة الزاوية لدوران الأرض و${\displaystyle \sin \phi }$جيب خط العرض ) و${\displaystyle {\hat {\boldsymbol {z}}}}$هو متجه الوحدة في الاتجاه الرأسي لأعلى (معارضًا لجاذبية الأرض ).

بما أن سرعة انجراف ستوكس${\displaystyle {\boldsymbol {u}}_{S}}$يقع في اتجاه انتشار الموجة ، و${\displaystyle {\boldsymbol {f}}}$عندما يكون اتجاه الموجة عموديًا، تكون قوة كوريوليس-ستوكس عمودية على اتجاه انتشار الموجة (أي في الاتجاه الموازي لقمم الموجة ). في المياه العميقة، تكون سرعة انجراف ستوكس${\displaystyle {\boldsymbol {u}} _ {S} = {\boldsymbol {c}}\,(ka)^{2}\exp(2kz)}$مع${\displaystyle {\boldsymbol {c}}}$سرعة طور الموجة ،${\displaystyle k}$العدد الموجي ،${\displaystyle a}$سعة الموجة و${\displaystyle z}$الإحداثي الرأسي (موجب في الاتجاه الصاعد المعاكس لتسارع الجاذبية). ^{[ 1 ]}

• طبقة إيكمان
• شركة إيكمان للنقل