Número Rossby - Rossby number

O número de Rossby ( Ro ), nomeado para Carl-Gustav Arvid Rossby , é um número adimensional usado para descrever o fluxo de fluido. O número de Rossby é a razão entre a força inercial e a força de Coriolis , termos e nas equações de Navier-Stokes, respectivamente. É comumente usado em fenômenos geofísicos nos oceanos e na atmosfera , onde caracteriza a importância das acelerações de Coriolis decorrentes da rotação planetária . Também é conhecido como número de Kibel .

O número de Rossby (Ro, não R o ) é definido como

onde U e L são respectivamente as escalas características de velocidade e comprimento do fenômeno, e é a frequência de Coriolis , sendo a frequência angular da rotação planetária , e a latitude .

Um pequeno número de Rossby significa um sistema fortemente afetado pelas forças de Coriolis, e um grande número de Rossby significa um sistema no qual as forças inerciais e centrífugas dominam. Por exemplo, em tornados , o número de Rossby é grande (≈ 10 3 ), em sistemas de baixa pressão é baixo (≈ 0,1-1) e em sistemas oceânicos é da ordem da unidade, mas dependendo dos fenômenos pode variam em várias ordens de magnitude (≈ 10 −2 –10 2 ). Como resultado, em tornados, a força de Coriolis é desprezível e o equilíbrio é entre a pressão e as forças centrífugas (chamado equilíbrio ciclostrófico ). O equilíbrio ciclostrófico também ocorre comumente no núcleo interno de um ciclone tropical . Em sistemas de baixa pressão, a força centrífuga é desprezível e o equilíbrio é entre Coriolis e as forças de pressão (chamado equilíbrio geostrófico ). Nos oceanos, as três forças são comparáveis ​​(chamadas de equilíbrio ciclogeostrófico ). Para uma figura que mostra escalas espaciais e temporais de movimentos na atmosfera e nos oceanos, consulte Kantha e Clayson.

Quando o número de Rossby é grande (ou porque f é pequeno, como nos trópicos e em latitudes mais baixas; ou porque L é pequeno, ou seja, para movimentos de pequena escala, como fluxo em uma banheira ; ou para grandes velocidades), os efeitos da rotação planetária não são importantes e podem ser negligenciados. Quando o número de Rossby é pequeno, os efeitos da rotação planetária são grandes e a aceleração líquida é comparativamente pequena, permitindo o uso da aproximação geostrófica .

Veja também

Referências e notas

Leitura adicional

Para obter mais informações sobre a análise numérica e a função do número de Rossby, consulte:

Para um relato histórico da recepção de Rossby nos Estados Unidos, veja