NSO 8043 Fsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine Koordinaadid

  • Slides: 20
Download presentation
NSO 8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine Koordinaadid ja lähendused Hõõrdumine Difusioon / segunemine

NSO 8043 Füüsikaline okeanograafia ja limnoloogia Kordamine Koordinaadid ja lähendused Hõõrdumine Difusioon / segunemine Täistuletis / advektsioon Pidevuse võrrand Geostroofika: rõhu gradient ja Coriolis Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Statsionaarne, suur bassein (ookean) Statsionaarne, väike bassein (järv) Mittestatsionaarne, pikad lained kitsas kanalis Mittestatsionaarne, pikad lained laias basseinis Mittestatsionaarne, tõus-mõõn

Koordinaadid ja lähendused Geograafilised (sfäärilised) koordinaadid üks laiusminut on 1 meremiil = 1. 852

Koordinaadid ja lähendused Geograafilised (sfäärilised) koordinaadid üks laiusminut on 1 meremiil = 1. 852 km Ristkoordinaadid (Cartesiuse koordinaadid) Maa kui sfääri puutetasapinnal Maa pöörlemise arvestamine hüdrodünaamika võrrandites f -tasand: Coriolise parameeter konstantne. β -tasand: Coriolise parameeter kasvab laiuskraadiga (y - koordinaadiga) lineaarselt pooluse suunas. 14 tundi

Hõõrdumine definitsioon tangentsiaalne hõõrdepinge turbulentne tangentsiaalne hõõrdepinge, viskoossuse koefitsient on palju suurem kui molekulaarne,

Hõõrdumine definitsioon tangentsiaalne hõõrdepinge turbulentne tangentsiaalne hõõrdepinge, viskoossuse koefitsient on palju suurem kui molekulaarne, kuid ei tarvitse olla konstant

Hõõrdumine hõõrdepinge seos voolamise kiirusega turbulentne viskoossus on aluspinna lähedal null (turbulentsetel keeristel pole

Hõõrdumine hõõrdepinge seos voolamise kiirusega turbulentne viskoossus on aluspinna lähedal null (turbulentsetel keeristel pole „ruumi“) ja kasvab mingil kõrgusel „vaba vedeliku“ väärtuseni logaritmiline piirikiht tuule hõõrdepinge põhjas setteosakese langemisel on hõõrdejõud kiirusega samuti ruutsõltuvuses (turbulentse langemise korral on hõõrdetegur konstantne)

Hõõrdumine resuspensioon hõõrdepinge hõõrdekiirus resuspensioon toimub, kui hõõrdepinge aluspinnale ületab kriitilise väärtuse pole põhimõttelist

Hõõrdumine resuspensioon hõõrdepinge hõõrdekiirus 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)

Hõõrdumine Ekmani spiraal: Maa pöörlemise mõju statsionaarsed liikumised, ilma rõhu gradiendita Tuule paneb hõõrdumisega

Hõõrdumine Ekmani spiraal: Maa pöörlemise mõju statsionaarsed 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

Difusioon / segunemine Võrrand Ühemõõtmeline ilma advektsioonita, näiteks vertikaalis konstantse difusioonikoefitsiendi korral koguhulk on

Difusioon / segunemine Võrrand Ühemõõtmeline ilma advektsioonita, näiteks vertikaalis konstantse difusioonikoefitsiendi korral koguhulk on määratud voogudega läbi „otste“ algprofiil 1. ja 2. tuletis

Difusioon / segunemine

Difusioon / segunemine

Täistuletis / advektsioon , Matemaatiliselt saame täistuletise defineerida ka täisdiferentsiaali abil. Kui on nelja

Täistuletis / advektsioon , Matemaatiliselt saame täistuletise defineerida ka täisdiferentsiaali abil. Kui on nelja muutuja funktsioon Arvestades saame

Advektsioon / Näide: temperatuuri muutus advektsiooni ja atmosfääri soojusvoo tõttu Kui temperatuuril on horisontaalne

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

Näide: horisontaalne advektsioon ja difusioon

Näide: horisontaalne advektsioon ja difusioon

Pidevuse võrrand Näide: vertikaalne kiirus ranna lähedal

Pidevuse võrrand Näide: vertikaalne kiirus ranna lähedal

Geostroofika: rõhu gradient ja Coriolis

Geostroofika: rõhu gradient ja Coriolis

Geostroofika meres / ookeanis Valdavas enamuses veepinna ja samatihedusjoonte kalded horisontaalist on vastasmärgiga: sügaval

Geostroofika meres / ookeanis Valdavas enamuses veepinna ja samatihedusjoonte kalded horisontaalist on vastasmärgiga: sügaval peab rõhu gradient puuduma (kiiruste „nullnivoo“)

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Statsionaarne, suur bassein (ookean) Oluline on tuulepinge ruumiline jaotus, sügavuste

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Statsionaarne, suur bassein (ookean) Oluline on tuulepinge ruumiline jaotus, sügavuste muutused pole olulised

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Statsionaarne, väike bassein (järv) Oluline on sügavuste ruumiline jaotus, tuule

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Statsionaarne, väike bassein (järv) Oluline on sügavuste ruumiline jaotus, tuule muutused pole olulised

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Mittestatsionaarne, pikad lained kitsas kanalis dispersiooniseos faasikiirus Kindlad omavõnkumise moodid

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Mittestatsionaarne, pikad lained kitsas kanalis dispersiooniseos faasikiirus Kindlad omavõnkumise moodid Kõige pikem periood: laine liigub poole perioodi jooksul ühest otsast teise

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Mittestatsionaarne, pikad lained laias basseinis dispersiooniseos et periood saaks olla

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Mittestatsionaarne, pikad lained laias basseinis dispersiooniseos et periood saaks olla pikem kui inertsperiood, peab ühes suunas lainearv olema imaginaarne = eksponentsiaalne laineprofiil = Kelvini lained

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Mittestatsionaarne, tõus-mõõn Kelvini laine faas liigub põhjapoolkera basseinis päripäeva ja

Barotroopsed liikumised kinnises basseinis Mittestatsionaarne, tõus-mõõn Kelvini laine faas liigub põhjapoolkera basseinis päripäeva ja seda kirjeldavad samafaasi jooned (co-tidal lines). Veetaseme muutuvaid amplituude kirjeldavad samataseme jooned (corange lines). Kelvini lainete amplituud on maksimaalne ranna juures, kuid varieerub ühest kohast teise. Samafaasijooned lõikuvad amfidroomilistes punktides, kus amplituud läheb nulliks.