rossbybølger

rossbybølger, en type bølger som kan oppstå i en strøm i en væske eller gass i et system som roterer, som på jordkloden. Ble først forklart av Carl-Gustaf Rossby på slutten av 1930-tallet.

Beskrivelse

Rossbybølger forekommer både i atmosfæren og i havet. De er spesielt viktige i meteorologien. Lange bølger som framkommer som buktninger i vestavindsbeltet i de øvre luftlag på midlere og høye breddegrader (jetstrømmene) kan i stor grad beskrives som rossbybølger. Disse bølgene har bølgelengder på flere tusen kilometer, og det er vanlig med fra to opp til seks bølger rundt en breddesirkel. Slike rossbybølger i atmosfæren kan bl.a. genereres av pådriv fra store fjellmassiver som Himalaya og Rocky Mountains eller av variasjoner i oppvarming av atmosfæren med lengdegrad.

Rossbybølgene i atmosfæren forplanter seg vanligvis langsommere en typiske lavtrykk. Forplantningshastigheten avhenger av bølgelengden, slik at korte bølger går østover, og de lengste bølgene går vestover, mens en viss bølgelengde imellom kan gi bølger som ligger tilnærmet i ro. Posisjonen til disse bølgene på et gitt tidspunkt bestemmer i stor grad den storskala fordelingen av lavtrykksbaner og værtyper.

Det maksimale utslaget (amplituden) til disse bølgene i vestavindsbeltet varierer også en del i tid. Situasjoner med liten amplitude gir gjerne lavtrykksbaner med hurtige lavtrykksbevegelser østover. Situasjoner med stor amplitude gir lavtrykksbaner med betydelig bevegelse i nord-sør-retning.

Teori

Disse bølgene er knyttet til variasjon i det roterende systemets rotasjonshastighet. På jordkloden vil rotasjonshastigheten rundt den lokale vertikalen variere fra null ved ekvator til en omdreining per døgn ved polene.

Teorien for rossbybølger er knyttet til at hver partikkels såkalte absolutte virvling, en hydrodynamisk størrelse som er analog med spinn i klassisk fysikk, er tilnærmet bevart. Den absolutte virvlingen er en sum av virvlingen knyttet til systemets rotasjonshastighet og virvlingen knyttet til partikkelens bevegelse relativt det roterende systemet. Når en partikkel i en strøm forflyttes til et sted hvor systemets rotasjonshastighet er en annen, vil dette kompenseres med endring i den relative virvling ved at partikkelbanene krummer.

Anbefalt nettsted

• Carl-Gustaf Rossbys klassiske artikkel om temaet kan lastes ned som pdf-fil her: Carl-Gustaf Rossby et al, 1939: "Relation between variations in the intensity of the zonal circulation of the atmosphere and the displacements of the semi-permanent centers of action." Journal of Marine Research vol. 2, s. 38-55.