nso8043 füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia kordamine, 2012s
DESCRIPTION
NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S. Koordinaadid ja lähendused Hõõrdumine Difusioon / segunemine Täistuletis / advektsioon Pidevuse võrrand Geostroofika : rõhu gradient ja Coriolis Barotroopsed liikumised kinnises basseinis - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/1.jpg)
NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogiaKordamine, 2012S
Koordinaadid ja lähendusedHõõrdumineDifusioon / segunemineTäistuletis / advektsioonPidevuse võrrandGeostroofika: rõhu gradient ja CoriolisBarotroopsed liikumised kinnises basseinis
Statsionaarne, suur bassein (ookean)Statsionaarne, väike bassein (järv)Mittestatsionaarne, pikad lained kitsas kanalisMittestatsionaarne, pikad lained laias basseinisMittestatsionaarne, tõus-mõõn
![Page 2: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/2.jpg)
Koordinaadid ja lähendused
z,,
zyx ,,
Geograafilised (sfäärilised) koordinaadid
Ristkoordinaadid (Cartesiuse koordinaadid) Maa kui sfääri puutetasapinnal
Maa pöörlemise arvestamine hüdrodünaamika võrrandites
üks laiusminut on 1 meremiil = 1.852 km
180 Ry
180cos ˆ
ii Rx
f -tasand: Coriolise parameeter konstantne.β -tasand: Coriolise parameeter kasvab laiuskraadiga
(y - koordinaadiga) lineaarselt pooluse suunas.
sin2f f
T f2
14 tundi
![Page 3: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/3.jpg)
Hõõrdumine
tangentsiaalne hõõrdepingezuTxz
zuKTwu zxz
turbulentne tangentsiaalne hõõrdepinge, viskoossuse koefitsient on palju suurem kui molekulaarne, kuid ei tarvitse olla konstant
definitsioon
![Page 4: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/4.jpg)
Hõõrduminehõõrdepinge seos voolamise kiirusega
turbulentne viskoossus on aluspinna lähedal null (turbulentsetel keeristel pole „ruumi“) ja kasvab mingil kõrgusel „vaba vedeliku“ väärtuseni
0
2
0
1
2
1
ln
ln
zzzz
uu
logaritmiline piirikiht
1010 UUc adaw
tuule hõõrdepinge
222 VUU
HcDxb
22
2 VUVHcDyb
hõõrdepinge põhjas
setteosakese langemisel on hõõrdejõud kiirusega samuti ruutsõltuvuses (turbulentse langemise korral on hõõrdetegur konstantne)
![Page 5: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/5.jpg)
Hõõrdumineresuspensioon
dzdu hõõrdepinge
*uhõõrdekiirus
c resuspensioon toimub, kui hõõrdepinge aluspinnale ületab kriitilise väärtuse
pole põhimõttelist vahet, kas aluspind on veekogu põhi (käivitab vee liikumine) või kõva aluspind õhus (käivitab õhu liikumine)
![Page 6: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/6.jpg)
HõõrdumineEkmani spiraal: Maa pöörlemise mõjustatsionaarsed liikumised, ilma rõhu gradiendita
Tuule paneb hõõrdumisega pinnakihi liikuma, see omakorda vahetult alloleva kihi jne. Kiirus kahaneb sügavusega.
Maa pöörlemise tõttu kiirusvektor pöördub veepinnal 450 paremale, sügavusega pöördub veelgi rohkem paremale.
Ülakihi massitransport on tuulega risti
![Page 7: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/7.jpg)
Difusioon / segunemineVõrrandÜhemõõtmeline ilma advektsioonita, näiteks vertikaalis
zTK
ztT
z
2
2
zTK
tT
z
konstantse difusioonikoefitsiendi korral
algprofiil1. ja 2. tuletis
koguhulk on määratud voogudega läbi „otste“
![Page 8: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/8.jpg)
Difusioon / segunemine
![Page 9: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/10.jpg)
Täistuletis / advektsioon
zyxt ,,,
zdz
ydy
xdx
tdtd
udtdx
vdtdy
wdtdz
zw
yv
xu
tdtd
Matemaatiliselt saame täistuletise defineerida ka täisdiferentsiaali abil. Kui on nelja muutuja funktsioon
,
Arvestades
saame
![Page 11: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/11.jpg)
Advektsioon / Näide: temperatuuri muutus advektsiooni ja atmosfääri soojusvoo tõttu
Kui temperatuuril on horisontaalne gradient, siis ajaline muutus sõltub hoovuse suunast: meid huvitavasse punkti kantakse kas soojemat või külmemat vett
![Page 12: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/12.jpg)
Näide: horisontaalne advektsioon ja difusioon
2
2
xxu
t
2
2
2exp
20,
xMx
![Page 13: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/13.jpg)
Näide: vertikaalne kiirus ranna lähedal
Pidevuse võrrand 0
zw
yv
xu
![Page 14: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/14.jpg)
Geostroofika: rõhu gradient ja Coriolis
![Page 15: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/15.jpg)
Geostroofika meres / ookeanisValdavas enamuses veepinna ja samatihedusjoonte kalded horisontaalist on vastasmärgiga: sügaval peab rõhu gradient puuduma (kiiruste „nullnivoo“)
![Page 16: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/16.jpg)
Barotroopsed liikumised kinnises basseinisStatsionaarne, suur bassein (ookean)Oluline on tuulepinge ruumiline jaotus, sügavuste muutused pole olulised
![Page 17: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/17.jpg)
Barotroopsed liikumised kinnises basseinisStatsionaarne, väike bassein (järv)Oluline on sügavuste ruumiline jaotus, tuule muutused pole olulised
![Page 18: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/18.jpg)
Barotroopsed liikumised kinnises basseinisMittestatsionaarne, pikad lained kitsas kanalis
kgHdispersiooniseos
gHc faasikiirus
Kindlad omavõnkumise moodid
Kõige pikem periood: laine liigub poole perioodi jooksul ühest otsast teise
![Page 19: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/19.jpg)
Barotroopsed liikumised kinnises basseinisMittestatsionaarne, pikad lained laias basseinis
dispersiooniseos
et periood saaks olla pikem kui inertsperiood,peab ühes suunas lainearv olema imaginaarne = eksponentsiaalne laineprofiil = Kelvini lained
2222 lkgHf
![Page 20: NSO8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine, 2012S](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061514/56816640550346895dd9ad3d/html5/thumbnails/20.jpg)
Kelvini laine faas liigub põhjapoolkera basseinis päripäeva ja seda kirjeldavad samafaasi jooned (co-tidal lines).
Veetaseme muutuvaid amplituude kirjeldavad samataseme jooned (co-range lines).
Kelvini lainete amplituud on maksimaalne ranna juures, kuid varieerub ühest kohast teise.
Samafaasijooned lõikuvad amfidroomilistes punktides, kus amplituud läheb nulliks.
Barotroopsed liikumised kinnises basseinisMittestatsionaarne, tõus-mõõn