コリオリ・ストークス力

流体力学において、コリオリ・ストークス力は、コリオリ効果と波によって誘発されるストークスドリフトの相互作用により、回転流体中の平均流に作用する力である。この力は風応力とは無関係に水に作用する。^{[ 1 ]}

この力は、19世紀の科学者であるガスパール＝ギュスターヴ・コリオリとジョージ・ガブリエル・ストークスにちなんで名付けられました。地球の自転が波の運動に及ぼす影響、そしてその結果として生じる海洋の平均循環への強制力に関する重要な初期研究は、アーセルとディーコン（1950）、ハッセルマン（1970）、ポラード（1970）によって行われました。^{[ 1 ]}

オイラー座標系における平均循環に対するコリオリ・ストークス強制は、ハッセルマン（1970）によって初めて与えられた：^{[ 1 ]}

${\displaystyle \rho {\boldsymbol {f}}\times {\boldsymbol {u}}_{S},}$

一般的なコリオリ力に加える$\displaystyle \rho {\boldsymbol {f}}\times {\boldsymbol {u}}.}$ここ${\displaystyle {\boldsymbol {u}}}$はオイラー座標系における平均流速であり、${\displaystyle {\boldsymbol {u}}_{S}}$はストークスドリフト速度です。ただし、両方とも水平速度（${\displaystyle {\hat {\boldsymbol {z}}}}$）。 さらに遠く${\displaystyle \rho }$流体密度は、${\displaystyle \times }$はクロス積演算子です。${\displaystyle {\boldsymbol {f}}=f{\hat {\boldsymbol {z}}}}$どこ${\displaystyle f=2\オメガ \sin \phi }$はコリオリパラメータ（${\displaystyle \Omega }$地球の自転角速度と${\displaystyle \sin \phi }$緯度の正弦）と${\displaystyle {\hat {\boldsymbol {z}}}}$は、鉛直上向きの単位ベクトル（地球の重力に逆らう方向）です。

ストークスドリフト速度${\displaystyle {\boldsymbol {u}}_{S}}$波の伝播方向であり、${\displaystyle {\boldsymbol {f}}}$は垂直方向であり、コリオリ・ストークス力は波の伝播方向（すなわち波の頂上と平行な方向）に垂直である。深水ではストークスドリフト速度は${\displaystyle {\boldsymbol {u}}_{S}={\boldsymbol {c}}\,(ka)^{2}\exp(2kz)}$と${\displaystyle {\boldsymbol {c}}}$波の位相速度、${\displaystyle k}$波数、​${\displaystyle a}$波の振幅と${\displaystyle z}$垂直座標（重力加速度に逆らう上向きを正とする）。^{[ 1 ]}

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