Equatorial wave (original) (raw)
Äquatoriale Wellen sind in der Ozeanographie und Meteorologie Wellen, die sich entlang des Äquators ausbreiten. Die Begrenzung auf die Äquatornähe wird dabei durch den Nulldurchgang der Corioliskraft am Äquator verursacht. Typisch sind Begrenzungen auf 5–15° nördlicher bzw. südlicher Breite. Die Wellen weisen dabei Wellenlängen in der Größenordnung von 1000 km auf und sind mit den planetarischen Wellen verwandt, die von Carl-Gustaf Rossby untersucht wurden. Rossby interessierte sich ursprünglich für die Nord-Süd-Auslenkung des Jetstreams, die er als Welle beschrieb.
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| dbo:abstract | Äquatoriale Wellen sind in der Ozeanographie und Meteorologie Wellen, die sich entlang des Äquators ausbreiten. Die Begrenzung auf die Äquatornähe wird dabei durch den Nulldurchgang der Corioliskraft am Äquator verursacht. Typisch sind Begrenzungen auf 5–15° nördlicher bzw. südlicher Breite. Die Wellen weisen dabei Wellenlängen in der Größenordnung von 1000 km auf und sind mit den planetarischen Wellen verwandt, die von Carl-Gustaf Rossby untersucht wurden. Rossby interessierte sich ursprünglich für die Nord-Süd-Auslenkung des Jetstreams, die er als Welle beschrieb. Dieselben Wellengleichungen lassen sich auch im Ozean anwenden. Dabei werden horizontale Auslenkungen der Thermokline betrachtet, also der Wasserschicht zwischen dem warmen Oberflächenwasser und dem kalten Tiefenwasser. Die Amplitude der Tiefenänderung der Thermokline liegt dabei in der Größenordnung von 10–50 m, während die Oberflächenamplitude nur wenige Zentimeter beträgt. Die Wellenlängen liegen bei 100–1000 km, bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von wenigen cm/s, d. h. eine Ausbreitung quer über den Pazifik dauert mehrere Monate. Eine derartige Verschiebung einer 50 m dicken Warmwasserschicht vom südchinesischen Meer vor die Westküste von Mittelamerika ist einer der Erklärungsversuche des El-Niño-Phänomens. Zur Beobachtung der Wellen misst man bei In-situ-Messungen stellvertretend für die Thermokline die Wassertiefe der 18°-Isotherme, also in welcher Wassertiefe die Wassertemperatur 18 °C beträgt. Allerdings sind mittlerweile auch Satellitenmessungen genau genug, um die wenigen Zentimeter der Wasseroberflächenhöhe (SSH für sea-surface height) aufzulösen. Zugleich werden auch andere Parameter wie die Temperatur (SST für sea-surface temperature) mitgemessen. Unter den äquatorialen Wellen unterscheidet man die äquatorialen Rossby-Wellen und die Trägheitsschwerewellen mit Moden m = 1, 2, …. Darüber hinaus treten dabei noch Yanai-Wellen auf, die sich als m=0 Mode derselben Dispersionsrelationen auffassen lassen. Die äquatorialen Kelvin-Wellen werden durch vereinfachte Wellengleichungen beschrieben. (de) Equatorial waves are oceanic and atmospheric waves trapped close to the equator, meaning that they decay rapidly away from the equator, but can propagate in the longitudinal and vertical directions. Wave trapping is the result of the Earth's rotation and its spherical shape which combine to cause the magnitude of the Coriolis force to increase rapidly away from the equator. Equatorial waves are present in both the tropical atmosphere and ocean and play an important role in the evolution of many climate phenomena such as El Niño. Many physical processes may excite equatorial waves including, in the case of the atmosphere, diabatic heat release associated with cloud formation, and in the case of the ocean, anomalous changes in the strength or direction of the trade winds. Equatorial waves may be separated into a series of subclasses depending on their fundamental dynamics (which also influences their typical periods and speeds and directions of propagation). At shortest periods are the equatorial gravity waves while the longest periods are associated with the equatorial Rossby waves. In addition to these two extreme subclasses, there are two special subclasses of equatorial waves known as the mixed Rossby-gravity wave (also known as the Yanai wave) and the equatorial Kelvin wave. The latter two share the characteristics that they can have any period and also that they may carry energy only in an eastward (never westward) direction. The remainder of this article discusses the relationship between the period of these waves, their wavelength in the zonal (east-west) direction and their speeds for a simplified ocean. (en) Las ondas ecuatoriales son ondas oceánicas y atmosféricas atrapadas cerca del ecuador, lo que significa que decaen rápidamente lejos del ecuador, pero pueden propagarse en las direcciones longitudinal y vertical. El atrapamiento de las ondas es el resultado de la rotación de la Tierra y de su forma esférica, que se combinan para hacer que la magnitud del fuerza de Coriolis aumente rápidamente lejos del ecuador. Las ondas ecuatoriales están presentes tanto en la atmósfera tropical como en el océano y desempeñan un papel importante en la evolución de muchos fenómenos climáticos como El Niño. Muchos procesos físicos pueden excitar las ondas ecuatoriales, incluyendo, en el caso de la atmósfera, la liberación de calor (no adiabática) asociada a la formación de nubes, y en el caso del océano, los cambios anómalos en la fuerza o dirección de los vientos alisios. Las ondas ecuatoriales pueden separarse en una serie de subclases en función de su dinámica fundamental (que también influye en sus períodos típicos y en las velocidades y direcciones de propagación). Los periodos más cortos son las ondas gravitacionales ecuatoriales, mientras que los periodos más largos están asociados a las ecuatoriales. Además de estas dos subclases extremas, existen dos subclases especiales de ondas ecuatoriales conocidas como la onda mixta Rossby-gravedad (también conocida como onda Yanai) y la onda Kelvin ecuatorial. Estas dos últimas comparten las características de que pueden tener cualquier periodo y también que pueden transportar energía sólo en dirección este (nunca oeste). El resto de este artículo analiza la relación entre el periodo de estas ondas, su longitud de onda en la dirección (este-oeste) y sus velocidades para un océano simplificado. (es) Les ondes équatoriales sont des ondulations de la circulation atmosphérique près de l'Équateur. Il s'agit de perturbations faibles de la zone de convergence intertropicale régie par le dégagement de chaleur latente des précipitations convectives associées. En général, elles se propagent vers l'ouest. Ces ondes peuvent se propager normalement tout autour du globe terrestre, tant dans l'horizontal que la verticale, le long de l'équateur météorologique mais s'estompent rapidement quand elles s’en éloignent. En effet, la rotation de la Terre cause l'apparition de la force de Coriolis qui augmente à mesure que l'on s'éloigne de l'Équateur ce qui cause un cisaillement des vents qui étire et dissipe ces ondes. Les ondes équatoriales se retrouvent également dans les courants marins de la même région. Ces ondes atmosphériques et océanographiques jouent un rôle important dans le climat équatorial et dans l'apparition de phénomènes comme le El Niño. (fr) |
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