La dinámica de fluidos geofísicos es una rama de la dinámica de fluidos astrofísica que se ocupa del movimiento de fluidos confinado al ámbito de un sistema geofísico. Considerando la Tierra como un sistema geofísico, se trata de flujos de fluidos en los océanos y la atmósfera.
- La gravedad es un factor importante detrás de tales flujos geofísicos. Forma estratificación en el sistema de fluidos, lo que altera significativamente los patrones de flujo vertical y horizontal. La estratificación limita el movimiento vertical porque la partícula del fluido necesita energía suficiente para vencer la flotabilidad en un fluido más denso o la gravedad en un fluido más ligero, lo que no ocurre a lo largo de la horizontal. Por lo tanto, las parcelas fluidas pueden viajar hasta grandes distancias horizontales mientras conservan sus propiedades. Así se propagan los remolinos en la atmósfera y los océanos.
- La rotación del sistema geofísico (rotación de la Tierra) da como resultado la desviación de las partículas de fluido en movimiento debido a una pseudo-fuerza conocida como fuerza de Coriolis. Ese es el factor más importante detrás de la formación de remolinos. Coriolis existe en cualquier sistema que gira; Incluso en una estrella.
- La turbulencia a lo largo de la vertical es significativamente diferente de la turbulencia horizontal. A escalas más pequeñas, la turbulencia es tridimensional con transferencia de energía de remolinos de mayor a menor (conocida como cascada de energía) y disipación en la escala más pequeña (escala de Kolmogorov). En contraste, la turbulencia horizontal está impulsada principalmente por remolinos, y puede dar lugar a la fusión de remolinos más pequeños para formar remolinos más grandes, lo que resulta en una transferencia de energía inversa (conocida como cascada inversa).
No soy minucioso con los flujos astrofísicos, pero dado que hay una gravedad débil, esperaría que ocurriera una turbulencia tridimensional a una escala mucho mayor en comparación con los flujos geofísicos.
La influencia del campo magnético generalmente no se considera al resolver los flujos geofísicos en la Tierra, particularmente los océanos, pero son significativos en los flujos astrofísicos de los sistemas estelares, por lo que esa es otra diferencia entre los dos.
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Un aspecto común entre ambos sujetos es la propagación de ondas en ambos sistemas. Dependiendo del tipo de onda, algunas ondas se pueden encontrar solo en sistemas geofísicos, y otras en todos los fluidos astrofísicos. Por ejemplo: las ondas de pequeña escala como las ondas de Kelvin pueden formarse en los océanos en presencia de límites rígidos, pero las ondas de mayor escala como las ondas de Rossby pueden formarse en fluidos estelares. Depende principalmente de la rotación.
