更新时间:2022-08-25 12:15
罗斯贝数(Rossby number,简称Ro)也称为罗士比数,得名自美国气象学家卡尔-古斯塔夫·罗斯贝(Carl-Gustaf Arvid Rossby),是一个有关流体流动的无因次量。罗斯贝数是纳维-斯托克斯方程中,惯性力及科里奥利力的比值。罗斯贝数可用来描述行星旋转过程中,科里奥利力的影响程度,常用在如海洋及地球大气等有关地球物理学的现象中。罗斯贝数也称为基贝尔数(Kibel number)。
定义与理论
罗斯贝数(Ro,不是 )可定义如下:
f= 2 Ω sin φ ,是科里奥利频率;
Ω 为行星旋转的角速度;
φ为纬度。
罗斯贝数数值较小时表示一系统主要是受科里奥利力影响,而罗斯贝数数值较大时表示一系统是受惯性力及向心力影响。例如,龙卷风的罗斯贝数很大(≈ 10),低气压的罗斯贝数很小(≈ 0.1 – 1),在海洋系统中罗斯贝数的数量级变化范围是由10-2到102。因此,在分析龙卷风时,科里奥利力可忽略,而压强及向心力彼此平衡(称为地转平衡)。在热带气旋的风眼附近也有类似的平衡。在低气压中可忽略向心力,科里奥利力和压强平衡。在海洋系统中向心力,科里奥利力和压强互相平衡。
当罗斯贝数数值较大时(可能是因为f很小,例如在热带或低纬度地区;或是因为f 很小,例如马桶排水产生的漩涡;或者是速度较快),行星旋转的影响很小,可以忽略。当罗斯贝数数值较小时,行星旋转的影响很大,可以使用地转近似的方式进行分析。