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Ciências da Terra e do espaço · 术语表

什么是 Equilíbrio geostrófico, vento geostrófico?

又称: equilíbrio geostrófico · vento geostrófico

Definição 28.5 Ciências da Terra e do espaço universitárias — 1.º ano · 第 28 章 — A circulação geral da atmosfera

Um escoamento horizontal está em equilíbrio geostrófico quando sua força do gradiente de pressão e sua força de Coriolis se anulam. O vento geostrófico v⃗g\vec v_g é o vento que realiza esse equilíbrio para um dado campo de pressão: −(1/ρ)∇p−f k⃗×v⃗g=0⃗-(1/\rho)\nabla p - f\,\vec k\times\vec v_g = \vec 0.

Forças sobre uma porção de ar no Hemisfério Norte, com baixa pressão ao norte. À esquerda: na atmosfera livre a força do gradiente de pressão (vermelho) e a força de Coriolis (azul) se anulam, e o vento sopra ao longo das isóbaras com a baixa à sua esquerda. À direita: perto do solo o atrito (verde) age contra o vento; as três forças só se equilibram se o vento for mais lento e girado de um ângulo  em direção à baixa (desenhado para = 25 e o arrasto de ).
Forças sobre uma porção de ar no Hemisfério Norte, com baixa pressão ao norte. À esquerda: na atmosfera livre a força do gradiente de pressão (vermelho) e a força de Coriolis (azul) se anulam, e o vento sopra ao longo das isóbaras com a baixa à sua esquerda. À direita: perto do solo o atrito (verde) age contra o vento; as três forças só se equilibram se o vento for mais lento e girado de um ângulo α\alpha em direção à baixa (desenhado para α=25∘\alpha = 25{}^{\circ} e o arrasto de Proposição 28.8).

示例

Exemplo 28.7 (Um vento lido das isóbaras)

A 50∘50{}^{\circ} N, f=2×7.292×10−5×sin⁡50∘=1.117×10−4 s−1f = 2 \times 7.292 \times 10^{-5} \times \sin50{}^{\circ} = 1.117 \times 10^{-4}\,\mathrm{s}^{-1}. Isóbaras de 4 hPa4\,\mathrm{hPa} de distância e 400 km400\,\mathrm{km} de distância dão ∣∇p∣=400/4×105=1.0×10−3 Pa m−1|\nabla p| = 400/4 \times 10^{5} = 1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{m}^{-1} e, com ρ=1.225 kg m−3\rho = 1.225\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}, um vento geostrófico de 1.0×10−3/(1.225×1.117×10−4)=7.3 m/s1.0 \times 10^{-3}/(1.225 \times 1.117 \times 10^{-4}) = 7.3\,\mathrm{m}/\mathrm{s}. O mesmo espaçamento a 20∘20{}^{\circ} N, onde ff é menos da metade, daria 16.4 m/s16.4\,\mathrm{m}/\mathrm{s}.

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