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12. Anhang
Potentielle Vorticity
In den letzten Jahren wurden Theorien entwickelt, die die
horizontale und vertikale Struktur der Thermokline erklären. Eine
zentrale Rolle in diesen Theorien spielt die potentielle Vorticity
(RHINES und YOUNG 1982, LUYTEN, PEDLOSKY und STOMMEL 1983, PEDLOSKY
und YOUNG 1983). Auf Flächen gleicher Dichte folgt die Zirkulation
bei Vernachlässigung anregender, äußerer Kräfte (Windeinfluß) und
unter Annahme von Reibungsfreiheit und Stationarität den Linien
gleicher potentieller Vorticity. Ist die Zirkulation bekannt, und
vergleicht man sie mit den Linien gleicher potentieller Vorticty,
kann man Aussagen Uber den Einfluß der anregenden Kräfte oder der
Reibung auf die Zirkulation machen.
Eine ausführliche Beschreibung der zugrunde liegenden Theorien
findet man in PEDLOSKY (1979) und LeBLOND und MYSAK (1978), aus
denen die folgende Betrachtung entnommen worden ist.
I) Vorticity
Die Vorticity besteht in einem rotierenden, rechtshändigen Ko
ordinatensystem aus zwei unterschiedlichen Teilen:
a) der relativen Vorticity ^ = 6xu
b) der planetarischen Vorticity
20
Die Normalkomponente der planetarischen Vorticity zur Erdoberflä
che ist der Coriolis-Parameter f = 2Qsin<^? , wobei die geogra
phische Breite eines betrachteten Flussigkeitsteilchens ist.
Die absolute Vorticity setzt sich aus a) und b) zusammen:
c) (+20
Eine Gleichung für die Vorticity erhält man, wennn man die
Euler'sche Gleichung (reibungsfrei) für ein rotierendes Fluid
pdu/dt+p2 0xu + Vp-pg = 0 v '
durch P teilt und dann die Rotation dieser Gleichung berechnet.
In invarianter Vektorform ergibt:
u-Vu = (Vx u)xu + 1 / 2V(u»u)
II) Vorticity-Gleichung