Transcript 4. 순환과 소용돌이도

대기역학:
날씨와 기후와 관련된 대기의 운동을 연구하는 학문
본 강의의 전체 구조
1. 서론
• 기본 힘과 겉보기 힘
4. 순환과 소용돌이도
2. 기본 보존 법칙
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• 운동 방정식
• 연속 방정식
• 열역학 에너지 방정식
3. 기본 방정식의 기초적인 응용
• 등압좌표계
• 균형류
• 유적과 유선
• 온도풍
• 연직속도 추정
순환정리
소용돌이도
위치 소용돌이도
소용돌이도 방정식
5. 행성 경계층
• 대기난류
• 행성 경계층 운동방정식
• 2차 순환과 선회 감소
1. 서론
1.1 대기 연속체
대기운동에서 분자들의 개별운동을 무시하고 대기를 하나
의 연속체로 간주함
discrete
continuum
• 대기 운동을 지배하는 운동방정식은 매우 복잡, 비선형
적임
•
일반해가 없음
1.2 물리 차원과 단위
SI 기본단위
특성
이름
기호
길이
미터
m
질량
킬로그램
kg
시간
초
s
온도
켈빈
K
SI 유도단위
특성
이름
기호
힘
뉴턴
N (kg ms-2)
기압
파스칼
Pa (Nm-2)
에너지
줄
J (Nm)
일률
와트
W (Js-1)
1.3 규모 분석 (Scale analysis)
• 특정한 운동을 지배하는 운동방정식의 다양한 크기를 추
정하는 기술
• 대기 운동의 특징은 수평규모에 강하게 의존함
p p
p
3
( , )
 10 hPa /10 km
x y
L
1.4 기본힘
뉴턴의 제 2 운동 법칙:
한 물체의 운동량의 변화는 그 물체에 작용하는 모든 힘들
의 합과 같다.
몸체 힘(Body force)
• 유체덩이의 질량 중심에 작용
• 유체덩이의 질량에 비례
예) 만유인력
표면력(Surface force)
• 유체덩이와 주변과의 경계면에 가로질러 작용
• 유체덩이 질량과 무관
예) 기압력