面上並把矢量終點用平滑曲線連線起來,叫做愛克曼螺線。這個理論最初由愛克曼在研究洋流隨海水深度分布問題時提出,阿凱布洛姆首先套用它來解決風隨高度的變化。由圖可見,自地面向上,由於摩擦力逐漸減小,風速則隨高度不斷增加,風向則隨高度不斷向右偏,到摩擦層頂部,風速接近於地轉風,風向與等壓線平行。
認為近地面層以上的邊界層中上部(稱上部摩擦層),大氣運動受氣壓梯度力、科里奧利力和湍流粘性摩擦力等三種力的作用所控制,便可寫出確定的大氣動力方程組。又假設湍流粘性力項與風速梯度成正比,比例係數K(稱湍流交換係數)為常數,再設氣壓梯度力不隨高度變化,則可解前述大氣動力方程組得到不同高度z處的風速分量, 由這兩個風速分量的合成風速矢量的端點,在u、v坐標圖紙上繪出的軌跡是一條螺旋線,故稱上部摩擦層風速分布的模式為愛克曼螺線。 愛克曼螺線只是上部摩擦層風速垂直分布的一種簡單模式,它與實際風速垂直分布並不完全吻合,與某次實測結果可相差甚大。但與長期大量實測風速平均垂直分布相接近,所以有一定的參考價值。
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數學史[數學史(數學史家博耶作品)]
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