布爾克曼數

布爾克曼數，即埃克曼數（Ekman number，簡稱Ek）是用來描述海洋及大氣的地球物理學現象的無量綱數。埃克曼數是流體的黏滯力和行星自轉產生的科里奧利力的比值，埃克曼數得名自瑞典海洋學家沃恩·華費特·埃克曼。

基本介紹

• 中文名：布爾克曼數
• 外文名：Ekman number

簡介

埃克曼數也可以套用在任何旋轉的流場中，此時，埃克曼數是其黏滯力及科氏力的比值。當埃克曼數小時，擾動在受摩擦力影響而消失之前就會開始傳播。埃克曼數描述埃克曼層厚度的量值，也就是粘滯力和科里奧利力平衡的特殊邊界層。

定義

埃克曼數的定義如下：

其中D為現象的特徵尺度（多半是垂直的），ν為運動黏滯係數(kinematic viscosity)，Ω為行星自轉的角速度，φ為緯度。

埃克曼數也可以用動粘滯係數ν、角速度Ω及特徵尺度L表示，例如Tritton的公式如下

相反的NRL Plasma Formulary的公式如下：

其中Ro是羅斯貝數，而Re是雷諾數。

沃恩·華費特·埃克曼

沃恩·華費特·埃克曼（瑞典語：Vagn Walfrid Ekman，1874年5月3日－1954年3月9日），是瑞典海洋學家。他提出了埃克曼層理論，被譽為現代物理海洋學的第一人。其父弗雷德里克·勞倫茨·埃克曼是一名自學成才的海洋學家。

V.W.埃克曼出生於瑞典的斯德哥爾摩，在烏普薩拉大學學習物理時，曾聽過威廉·皮耶克尼斯關於流體力學的講座。在弗里喬夫·南森跟隨“前進號”（Fram）進行北極探險時，發現冰漂移的角度為盛行風的方向偏右20-40°。之後南森請他的同事威廉·皮耶克尼斯安排一名學生對此問題進行研究。埃克曼被皮耶克尼斯選中，並在1902年他的博士論文中提出了他的成果。

科里奧利力

科里奧利力（英語：Coriolis Force；簡稱：科氏力）是一種慣性力，是對旋轉體系中進行直線運動的質點由於慣性相對於旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述。此現象由法國著名數學家兼物理學家古斯塔夫・科里奧利發現，因而得名。

地轉偏向力使北半球的風向右偏轉，偏南風逐步轉為西至西南風，偏北風則漸轉東至東北風；南半球則相反，風會向左偏轉，偏北風漸轉為西至西北風，而偏南風則逐步轉為東至東南風。而在赤道上，地轉偏向力則失效。此現象主導地球的高壓區和低壓區的空氣流向，北半球高壓區以順時針方向旋轉、低壓區（及熱帶氣旋）逆時針旋轉；南半球則是反方向，高壓區逆時針旋轉，低壓區則是順時針。 地球自轉產生的科氏力的數值是很小的，因此其效應只有在較大的時空尺度上才比較明顯，對於馬桶或水槽漩渦旋轉方向之類的小尺度、短時間過程的影響很不明顯。