Geostrofisk vind
Kildeløs: Denne artikkelen mangler kildehenvisninger, og opplysningene i den kan dermed være vanskelige å verifisere. Kildeløst materiale kan bli fjernet. Helt uten kilder. (10. okt. 2015) |
Geostrofisk vind er definert som vinden som kommer av det som kalles «geostrofisk balanse» mellom corioliskraften og trykkgradientkraften som virker på en luftpakke. Dette får vinden til å blåse parallelt med isobarer i jordatmosfæren. Det er riktignok sjelden eksakt geostrofisk balanse i naturen, fordi flere krefter som friksjon fra bakken eller sentrifugalkraften også virker på luftstrømmen. Altså må isobarene være helt rettlinjet for at en skal ha fullstendig geostrofisk strøm. Til tross for dette er det meste av atmosfæren utenfor tropene nær geostrofisk det meste av tiden og er ofte en svært nyttig tilnærming.
Luft flytter seg fra høytrykksområder til lavtrykksområder på grunn av trykkgradientkraften. Men så snart luften begynner å røre seg vil corioliskraften bøye av luftstrømmen på grunn av jordrotasjonen. Denne avbøyningen er til høyre på den nordlige halvkule, og til venstre på den sørlige halvkule. Når luften går fra et høytrykksområde øker farten, og dermed også effekten av corioliskrafta. Avbøyningen øker helt til coriolis- og trykkgradientkraften er i geostrofisk balanse, og da vil ikke luften lenger strømme fra høyt mot lavt trykk, men i stedet langs isboarer. Merk at denne forklaringen starter med en atmosfære i geostrofisk ubalanse og beskriver hvordan balansen oppstår. I praksis er strømmen alltid bare nesten i geostrofisk balanse. Den geostrofiske balansen er med på å forklare hvorfor lavtrykksystemer roterer mot klokka og høytrykksystemer med klokka på den nordlige halvkule (og motsatt på den sørlige halvkule).
Nær overflaten fører effekten av friksjon mellom luften og overflaten til at strømmen ikke oppnår geostrofisk balanse. Friksjon senker farten på strømmen, og corioliskraften blir mindre. Som et resultat av dette vil trykkgradientkraften få en større effekt og luften vil få en komponent fra høyt til lavt trykk. Dette forklarer hvorfor høytrykk har vind som går ut fra senteret av systemet, mens lavtrykk har vind som går inn mot sentetet i en spiralbevegelse.
Ligning
redigerFriksjonskrefter blir neglisjert, som vanligvis er en god tilnærming for strøm på synoptisk skala midt i troposfæren på midlere bredder. Selv om det ageostrofiske (ikke-geostrofiske) leddet er relativt lite, er det viktig for strømmen over tid.
Den geostrofiske vinden kan utledes fra de primitive ligningene ved å bruke en geostrofisk tilnærming:
der g er tyngdeaksellerasjon (9.81 m.s-2), f er coriolisparameteren (tilnærmet 10-4 s-1, varierer med breddegraden) og Z er geopotensiell høyde. Om denne tilnærmingen holder eller ikke avhenger av det lokale rossbytallet. Tilnærmingen gjelder ikke ved ekvator siden f er lik null her, og blir derfor heller ikke brukt i tropene.
Det finnes andre varianter av ligningen, for eksempel ved å bruke trykkfeltet i stedet for Z, men disse er hakket mer komplekse.