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11 关系: 卡尔-古斯塔夫·罗斯贝,引力波天文学,开尔文波,准两年振荡,高速氣流,重力波 (相對論),重力波 (流體力學),Rossby wave,极地涡旋,涡量,流體動力學。
卡尔-古斯塔夫·罗斯贝
卡尔-古斯塔夫·罗斯贝(Carl-Gustaf Rossby,),是瑞典﹣美國氣象學家,也是芝加哥气象学派的创始人,他首先解釋了大規模運動的氣氛中條款的流體力學 。.
引力波天文学
引力波天文学(Gravitational-wave astronomy)是观测天文学20世纪中叶以来逐渐兴起的一个新兴分支,其发展基础是广义相对论中引力的辐射理论在各类相对论性天体系统研究中的应用。传统天文学主要是使用电磁波來觀測各種天體系統,而引力波天文学則是通过引力波来观测发出引力辐射的天体系统。由于万有引力相互作用和电磁相互作用相比强度十分微弱,引力波的直接观测需要利用到當今最高端科技。 阿尔伯特·爱因斯坦於1915年发表广义相对论,隔年他又在理论上预言引力波的存在。然而,在之後一世紀時間,引力波都未能在实验上直接被检测到。間接的觀測最早是1974年普林斯顿大学的拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现的脉冲双星,PSR 1913+16,其軌道的演化遵守引力波理論的預測,兩人因此榮獲1993年諾貝爾物理學獎。隨後,又觀測到很多其它脈衝雙星,它們的軌道的演化都符合引力波理論的預測。 2016年2月11日,LIGO科學團隊與處女座干涉儀團隊於華盛頓舉行的一場記者會上宣布人類對於重力波的首個直接探測結果。所探測到的重力波來源於雙黑洞併合。兩個黑洞分別估計為29及36倍太陽質量,這次探測為物理學家史上首次由地面直接成功探測重力波。同年6月15日,LIGO團隊宣布,第二次直接探測到重力波。所探測到的重力波也來源於雙黑洞併合。兩個黑洞分別估計為14.2及7.8倍太陽質量,之後,又陸續確認探測到多次重力波事件。巴里·巴里什,莱纳·魏斯及基普·索恩因领导此项工作而荣获2017年诺贝尔物理学奖。.
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开尔文波
开尔文波(Kelvin Wave)是发生在大气或海洋中的,迎向地形边界(例如海岸线)平衡科氏力的波动现象。开尔文波的一个特征是非弥散性,也就是说,波峰的相速度与波能的群速度在所有频率时均相等。这一特性意味着它在沿岸方向始终保持它的形状。 流体动力学意义上的开尔文波是超流体动力学中的一种大尺度的漩涡紊动模式;在气象学和海洋学推导研究中,可以假定经线方向速度分量为零(也就是假定没有南北向的流动,故可简化动量及连续性方程)。.
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准两年振荡
热带平流层大气的准两年振荡(Quasi-biennial oscillation,簡稱QBO),表现为东西风的周期性转变,平均周期约28-29个月。波动沿赤道对称分布,动力成因是罗斯贝波和开尔文波在高空的循环下传。 QBO的定义层面在30hPa,东西风向的转换信号向下传播到70hPa层通常需要6个月,传播至100hPa层面时风向信号已不明显。由于平流层和对流层的质量密度的悬殊,QBO的波动能量还不足以显著改变对流层顶的流场。QBO通常通过对沃克環流的调整影响对流层环流,例如QBO东风位相年利于厄尔尼诺事件的发生。 Category:地理学 Category:气象学.
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高速氣流
速氣流,或稱噴射氣流、高空急流、極鋒噴流(Jet Stream),是行星尺度的大气环流。在地球上,指数條圍繞地球的強而窄的高速氣流帶,集中在對流層頂,在中高緯西風帶內或在低緯度地區都可出現。其水平長度達上萬公里,寬數百公里,厚數公里。中心風速有時可達每小時200至300公里的偏西風,而且可以有一個或多個風速極大中心,具有強大的水平風切變和垂直風切變。高速氣流附近亦有強大風切變,這也是所謂飛機上的亂流。.
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重力波 (相對論)
在廣義相對論裡,重力波是時空的漣漪。當投擲石頭到池塘裡時,會在池塘表面產生漣漪,從石頭入水的位置向外傳播。當帶質量物體呈加速度運動時,會在時空產生漣漪,從帶質量物體位置向外傳播,這時空的漣漪就是重力波。由於廣義相對論限制了引力相互作用的傳播速度為光速,因此會產生重力波的現象。相反地說,牛頓重力理論中的交互作用是以無限的速度傳播,所以在這一理論下並不存在重力波。 由於重力波與物質彼此之間的相互作用非常微弱,重力波很不容易被傳播途中的物質所改變,因此重力波是優良的信息載子,能夠從宇宙遙遠的那一端真實地傳遞寶貴信息過來給人們觀測。重力波天文學是觀測天文學的一門新興分支。重力波天文學利用重力波來對於劇烈天文事件所製成的重力波波源進行數據收集,例如,像白矮星、中子星與黑洞一類的星體所組成的聯星,另外,超新星與大爆炸也是劇烈天文事件所製成的重力波波源。原則而言,天文學者可以利用重力波觀測到超新星的核心,或者大爆炸的最初幾分之一秒,利用電磁波無法觀測到這些重要天文事件。 阿爾伯特·愛因斯坦根據廣義相對論於1916年預言了重力波的存在。1974年,拉塞爾·赫爾斯和約瑟夫·泰勒發現赫爾斯-泰勒脈衝雙星。這雙星系統在互相公轉時,由於不斷發射重力波而失去能量,因此逐漸相互靠近,這現象為重力波的存在提供了首個間接證據。科學家也利用重力波探測器來觀測重力波現象,如簡稱LIGO的激光干涉重力波天文台。2016年2月11日,LIGO科學團隊與處女座干涉儀團隊共同宣布,人类於2015年9月14日首次直接探测到重力波,其源自於双黑洞合併。之後,又陸續多次探測到重力波事件,特別是於2017年8月17日首次探測到源自於雙中子星合併的重力波事件GW170817。除了LIGO以外,另外還有幾所重力波天文台正在建造。2017年,萊納·魏斯、巴里·巴利許與基普·索恩因成功探測到重力波,而獲得諾貝爾物理學獎。.
重力波 (流體力學)
重力波(gravity waves)在流體力學,是在液體介質內或兩種介質界面間(例如大氣與海洋間)的一種波,其恢復力來自於重力或浮力。當一小團液體離開液面(界面類型)或者在液體中到了一個液體密度不同之區域(液體內類型),透過重力作用,這團液體會以波動形式在平衡態之間擺盪。 在液體介質內的類型又稱為內波,在兩界面間的類型又稱為表面重力波或表面波。海浪及海嘯也是重力波的一種表現。 重力波的傳播速度以c表示,重力加速度以g表示;其與波長及液體深度相關。 在液體深度大於二分之一波長時,波速c與波長λ相關,關係式如下: 在液體深度比波長小許多的場合,波速c則與深度h相關,關係式如下: 大气中的重力波可以产生多种效应。.
Rossby wave
#重定向 罗斯贝波.
极地涡旋
极地涡旋或極地漩渦(Polar Vortex)是一种持续的、大规模的氣旋,且只发生于地球的极地,介于对流层和平流层的中部和上部。这种涡旋在极夜的时候最为强大,因为此时的温度梯度是最大,但持续缩减,到夏季甚至会消失。南极极地涡旋比北极极地涡旋更为显著,持续时间也更长。这是因为北半球高纬度地质因素增强了罗斯比波,而就是罗斯比波引起涡旋的破裂;与之相比,在南半球涡旋则更为稳定。北极涡旋形状上是瘦长的,有两个中心,一个在加拿大的巴芬岛,而另一个在西伯利亞的东北部。 南極極地渦旋的化学现象已经导致严重的臭氧消耗。极地同温层云团中的硝酸与CFC反应生成氯,也就是对臭氧的光化学破坏。氯在冬天的极夜中凝聚、堆积,到春天(9月/10月),持续的臭氧破坏也将更为严重。这些云只能在-80°C以下形成,故而较为暖和的北极区域形成不了臭氧层空洞。 一些天体同样已知有极地涡旋现象,包括金星、火星、木星和土星的卫星土卫六。.
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涡量
涡量,也称为涡度,是一个流體力學的概念,用以描述流體的旋轉情況。數學上,渦度\zeta是描述速度場 \vec的旋度,是一個向量場。 在氣象學之中所考慮的流體就是大氣,實際上通常就僅考慮渦度的鉛直分量;另外,由於大氣的速度場是以靜止地球為參考坐標,故亦稱為相對渦度。當氣團的相對渦度為正值時,表示該氣團出現逆時針轉動;反之,相對渦度負值則為順時針轉動。 如果把地球轉動都一併考慮的話,渦度就被稱為絕對渦度;而絕對渦度與大氣厚度的乘積一般而言為常數。.
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流體動力學
流體動力學(Fluid dynamics)是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體(含液體和氣體)的狀態與規律。流體動力學底下的子學科包括有空氣動力學和液體動力學。 解決一個典型的流體動力學問題,需要計算流體的多項特性,主要包括速度、壓力、密度、溫度。 流體動力學有很大的應用,比如在預測天氣,計算飛機所受的力和力矩,輸油管線中石油的流率等方面上。其中的的一些原理甚至運用在交通工程,因交通運輸本身可被視為一連續流體运动。.
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