表面重力波

密度均勻的流體，如果其自由表面受到擾動，就會以重力為恢復力而產生波動，這類波稱為表面重力波，最典型的例子是海洋表面的表面波動。

基本介紹

• 中文名：表面重力波
• 外文名：external gravity wave
• 相關術語：流體
• 學科分支：大氣物理學

描述

假設大氣的密度均勻，且有一個自由表面，其自由表面發生擾動時，空氣微團會偏離其平衡位置，產生垂直方向上的震盪，擾動在水平方向上傳播而形成的波動，這類波即為表面重力波。如果均勻大氣下邊界是不平坦的，例如山脈的存在，其產生的動力擾動也會引起表面重力波。

表達公式

以海表面為例，說明重力外波的特點。

設海水是均勻的，具有深度h，海面（自由表面）上振盪的振幅為a；波長可能大於也可能小於h。討論小振幅的波動，假定振幅遠小于波長和厚度，即海面坡度很小，且某一瞬間的厚度與未受擾動的厚度h沒有明顯差別。又假定波動頻率大於科氏參數，這樣可認為波動不受地球旋轉影響。略去詳細推導，得表面波相速度：