Flujo equilibrado
En la ciencia atmosférica , el flujo equilibrado es una idealización del movimiento atmosférico. La idealización consiste en considerar el comportamiento de una parcela aislada de aire que tiene densidad constante, su movimiento en un plano horizontal sujeto a fuerzas seleccionadas que actúan sobre ella y, finalmente, las condiciones de estado estacionario.
El flujo equilibrado es a menudo una aproximación precisa del flujo real y es útil para mejorar la comprensión e interpretación cualitativa del movimiento atmosférico. En particular, las velocidades de flujo equilibrado se pueden utilizar como estimaciones de la velocidad del viento para disposiciones particulares de la presión atmosférica en la superficie de la Tierra.
Las ecuaciones de impulso se escriben principalmente para la trayectoria genérica de un paquete de flujo que viaja en un plano horizontal y se toma en un cierto tiempo transcurrido llamado t . La posición del paquete se define por la distancia en la trayectoria s = s ( t ) que ha recorrido en el tiempo t . En realidad, sin embargo, la trayectoria es el resultado del equilibrio de fuerzas sobre la partícula. En esta sección suponemos conocerlo desde el principio por conveniencia de representación. Cuando consideramos el movimiento determinado por las fuerzas seleccionadas a continuación, tendremos pistas sobre qué tipo de trayectoria se ajusta al equilibrio particular de fuerzas.
La trayectoria en una posición s tiene una unidad tangente vector s que invariablemente puntos en la dirección de crecimiento de s ' s, así como una unidad de vector n , perpendicular a s , que apunta hacia el centro local de curvatura O. El centro de curvatura se encuentra en el "lado interior" de la curva y puede desplazarse a ambos lados de la trayectoria de acuerdo con la forma de la misma. La distancia entre la posición de la parcela y el centro de curvatura es el radio de curvatura R en esa posición. El radio de curvatura se acerca a una longitud infinita en los puntos donde la trayectoria se vuelve recta y la orientación positiva de nno se determina en este caso particular (discutido en flujos geostróficos ). El marco de referencia ( s , n ) se muestra mediante flechas rojas en la figura. Este marco se denomina natural o intrínseco porque los ejes se ajustan continuamente a la parcela en movimiento, por lo que son los más estrechamente conectados con su destino.
El vector de velocidad ( V ) está orientado como sy tiene intensidad ( velocidad ) V = d s / d t . Esta velocidad es siempre una cantidad positiva, ya que cualquier parcela se mueve a lo largo de su propia trayectoria y, para tiempos crecientes (d t > 0), la longitud pisada también aumenta (d s > 0).
El vector de aceleración de la parcela se descompone en la aceleración tangencial paralela as y en la aceleración centrípeta a lo largo de n positivo . La aceleración tangencial solo cambia la velocidad V y es igual a D V / D t , donde las grandes d denotan la derivada del material . La aceleración centrípeta siempre apunta hacia el centro de la curvatura O y solo cambia la dirección s del desplazamiento hacia adelante mientras la parcela avanza.
.jpg/440px-Pressure_chart_geostrophic_flow(3).jpg)
.jpg){kind=link}
