1.7　內部運動

考慮水平均勻的非粘性流體，側邊界除外。讓水平壓力梯度為0，由連續性得w/z=0，由于表面的垂直速度w為0，所以任何地方的都必然為0。控制方程然后降為分量形式，即

其解為

它所描述的運動是一個慣性碰撞，其周期等于慣性周期T1（在兩極處為半個擺日，在緯度30°處為一個擺日，向赤道方向逐漸增大）。北（南）半球的流體質點產生反氣旋方向、順時針（逆時針）的循環運動，其半徑為V0/f，中心點為（x0，y0）。活躍的慣性碰撞通常是上層海洋對風力強烈且突然的改變的反應。在大氣中，大氣邊界層（ABL）內的慣性碰撞通常在夜晚較顯著。一旦太陽輻射停止，除了近地面外絕大多數白天的湍流就會衰退。摩擦阻力的降低使風盡量加快了它的地轉值，從而在黑夜產生特征慣性運動，盡管該時間段通常不足以使風完成一個完整的慣性周期。

可以將解擴展到均勻背景流（在均勻的流體中）的情況，這種擴展有兩種情況，其一是將壓力梯度項加入式（1.7.1）中，得

并對其進行求解，另一種情況是，由于方程具有線性特性，只需將產生的地轉背景流加入到解式（1.7.2）中

上述這些方程描述了一個質點運動，它的起始點為（x0，y0），沿著背景流的總方向，但是在北（南）半球，該方向上是半徑為V0/f的反氣旋、順時針（逆時針）的循環運動。在夏季，海洋中的漂流和極地海洋中存在的冰川經常伴隨著這種運動。圖1.7.1表示這種疊加于背景流上的慣性碰撞的一個實例，它由Gustafson和Kullenberg（1993）對波羅的海中的流的觀察結果計算得到。

圖1.7.1　漸進的矢量圖
［表示疊加在Gustafson和Kullenberg（1933）用海流計觀察得到的波羅的海的平均流上的慣性碰撞］