1.7　内部运动

考虑水平均匀的非粘性流体，侧边界除外。让水平压力梯度为0，由连续性得w/z=0，由于表面的垂直速度w为0，所以任何地方的都必然为0。控制方程然后降为分量形式，即

其解为

它所描述的运动是一个惯性碰撞，其周期等于惯性周期T1（在两极处为半个摆日，在纬度30°处为一个摆日，向赤道方向逐渐增大）。北（南）半球的流体质点产生反气旋方向、顺时针（逆时针）的循环运动，其半径为V0/f，中心点为（x0，y0）。活跃的惯性碰撞通常是上层海洋对风力强烈且突然的改变的反应。在大气中，大气边界层（ABL）内的惯性碰撞通常在夜晚较显著。一旦太阳辐射停止，除了近地面外绝大多数白天的湍流就会衰退。摩擦阻力的降低使风尽量加快了它的地转值，从而在黑夜产生特征惯性运动，尽管该时间段通常不足以使风完成一个完整的惯性周期。

可以将解扩展到均匀背景流（在均匀的流体中）的情况，这种扩展有两种情况，其一是将压力梯度项加入式（1.7.1）中，得

并对其进行求解，另一种情况是，由于方程具有线性特性，只需将产生的地转背景流加入到解式（1.7.2）中

上述这些方程描述了一个质点运动，它的起始点为（x0，y0），沿着背景流的总方向，但是在北（南）半球，该方向上是半径为V0/f的反气旋、顺时针（逆时针）的循环运动。在夏季，海洋中的漂流和极地海洋中存在的冰川经常伴随着这种运动。图1.7.1表示这种叠加于背景流上的惯性碰撞的一个实例，它由Gustafson和Kullenberg（1993）对波罗的海中的流的观察结果计算得到。

图1.7.1　渐进的矢量图
［表示叠加在Gustafson和Kullenberg（1933）用海流计观察得到的波罗的海的平均流上的惯性碰撞］