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2025-08-23T07:37:36Z

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'''開爾文波（Kelvin Wave）'''是發生佇大氣抑是海洋內底的，迎向地形邊界（譬如講海岸線）平衡科氏力的波動現象。開爾文波的一个特徵是非彌散性，也就是講，波峰的相速度佮波能的群速度佇咧所有頻率的時陣攏相等。這特性意味對伊佇沿岸方向始終保持伊的形體。

流體動力學意義頂懸的開爾文波是超流體動力學中的一種大尺度的捲渦動模式；佇氣象學和海洋學推導研究中，會使假定經線方向速度分量做零（彼嘛就是假定無南北向的流動，故故事會當簡化動量閣有連紲性方程）。

==海岸開爾文波==

佇咧固定水深 ( H ) 的成層大洋中，自由波沿海岸的邊界（故其實對海岸附近）以尺度為三十 km 的開爾文內波形式傳播。這種波動叫做海岸開爾文波。利用 v=零的假使，會當解出海岸開爾文波相速度的頻率關係。（線性化了後的）原始的方式表示是以下的形式（失覺察 V 向動量方面）：

* 連紲方程（考慮水平向幅聚和幅散作用）：

: : $ { \ frac { \ partial u } { \ partial x } } + { \ frac { \ partial v } { \ partial y } }={ \ frac { 影一 } { H } } { \ frac { \ partial \ eta } { \ partial t } } $

* U 向動量方面（緯向風分量）：

: : $ { \ frac { \ partial u } { \ partial t } }=-g { \ frac { \ partial \ eta } { \ partial x } } + fv $

* V 向動量方面（經向風分量）：

: : $ { \ frac { \ partial v } { \ partial t } }=-g { \ frac { \ partial \ eta } { \ partial y } }-fu . $

若有條件會當說明科氏參數 _ f _ 由正爿界條件下確定做常數，而且緯向風分量做零，遐爾仔原始彼工課會當表為：

* 連紲方程 :

: : $ { \ frac { \ partial v } { \ partial y } }={ \ frac { 影一 } { H } } { \ frac { \ partial \ eta } { \ partial t } } $

* U 向動量方面 :

: : $ g { \ frac { \ partial \ eta } { \ partial x } }=fv $

* V 向動量方面 :

: : $ { \ frac { \ partial v } { \ partial t } }=-g { \ frac { \ partial \ eta } { \ partial y } } $ .

以上方程的解予出以下相速度：$ c ^ { 二 }=gH $，這个結果佮無考慮地球自轉時的淺水重力波速度相等。需要重視的是，對波漂流的觀察者來講，海岸邊界（上闊的幅度）佇咧北半球總處佇咧正爿，佇咧南半球始總是佇倒爿 ( 也就是講，這種波動佇西部邊界向赤道運動，佇東部邊界向兩極運動；波動用類氣旋的形式佇海洋盆地當中移動）。

==赤道開爾文波==

赤道𤆬本質上類似一个波導管的作用，致使擾動均被束縛佇赤道附近，赤道開爾文波當咧說明矣這事實；因為赤道的作用類似南、北半球的地形邊界，使這種波動和海岸束縛開爾文波十分類似。該波動的原始風程佮推導海岸開爾文波相速度的方面一致（U 向動量方程佮連續性方程），而且單向、平行赤道的運動。因為這波動位佇赤道，啊若科里奧利參數佇零緯度的時陣無存在；所以需要引入赤道 β 平面近來親像：: : $ f=\ beta y $。遮「β」為著無仝緯度的科里奧利變化參數。赤道平面假定著愛向東的速度佮南北向氣壓梯度平衡。波動的相速度佮海岸開爾文波仝款，表明赤道開爾文波向東傳播若毋發生彌散（假設地球無發生踅撚）。佇咧頭一个大洋斜壓模型中間，典型的相速度大約是二石樵八 m / s，故赤道開爾文波佇新幾內亞跨越太平洋傳到南美洲約需要兩個月；閣較高級的大洋佮大氣模型，相速度佮流體流動速度相當。

對赤道頂懸向東傳播的運動，因為北半球的科氏力方向指向運動的正爿，任何向北的偏離攏會予人帶回赤道；因為南爿的科氏力方向指向運動的倒爿，任何向南的偏離嘛攏會予人帶回赤道。毋過沿赤道向西的運動，科氏力將袂恢復向南抑是向北的偏離，故赤道開爾文波只可能向東傳播（就親像是上文所述）。大氣佮大洋的赤道開爾文波均會將西太平洋內底的環境改變傳到東太平洋，從而佇咧聖嬰仔-南方濤動的動力條件中扮演重要角色。

喔目前有一寡關佇赤道開爾文波佮海岸開爾文波間聯絡的研究。Moore ( 一千九百六十八 ) 發現做赤道開爾文波挵挵「東部邊界」，部份能量以行星波佮重力波的形式反射轉去，後手的部份能量是用海岸開爾文波的形式向兩極輸移。這个過程表明對赤道區域傳出過程中將損失部份能量，而且部份能量會傳輸到兩極區域。

佇表面風壓作用下，赤道開爾文波定定帶領一寡異常的現象。如風壓異常（偏離「正常」風）、二十 °C 這等溫線異常（水溫度為二十 °C 時的深度）。中太平洋的風壓當咧異常（向東）激起二十 °C 這等溫線當咧異常，並以赤道開爾文波的形式向東傳播。

==參考文獻==

https : / / en . wikipedia . org / wiki / Equatorial \ _ wave # cite \ _ note-Holton 影一

==參見==

* 羅斯比波
* 邊界波

==外部連結==

* Overview of Kelvin waves from the American Meteorological Society .
* US Navy page on Kelvin waves .
* Slideshow at utexus . edu about Kelvin waves .

[[分類: 待校正]]

開爾文波 - 修訂紀錄

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