Rossby-Zahl

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Physikalische Kennzahl
Name Rossby-Zahl
Formelzeichen \mathit{Ro}
Dimension dimensionslos
Definition \mathit{Ro}=\frac{U}{L \cdot f_\mathrm{C}}
U charakteristische Geschwindigkeit
L charakteristische Länge
f_\mathrm{C} Coriolis-Parameter
Benannt nach Carl-Gustaf Rossby
Anwendungsbereich Geophysik

Die Rossby-Zahl \mathit{Ro} (nach Carl-Gustaf Rossby; nicht R_0) ist eine dimensionslose Kennzahl, die vorwiegend in der Geophysik bei ozeanografischen und atmosphärischen Phänomenen verwendet wird. Sie gibt den Einfluss des Corioliseffekts aufgrund der Erdrotation an.

Die Rossby-Zahl beschreibt das Verhältnis von Trägheitskraft zu Corioliskraft. Sie ist in Abhängigkeit vom Coriolis-Parameter \textstyle f_\mathrm{C} = 2 \cdot \omega \cdot \sin \phi, der charakteristischen Geschwindigkeit U und von der charakteristischen Länge L, auf der sich das betrachtete Phänomen an der Erdoberfläche abspielt definiert als:

\mathit{Ro} = \frac{U}{L \cdot f_\mathrm{C}}

Eine kleine Rossby-Zahl bedeutet einen großen Einfluss der Corioliskraft auf das betrachtete System, während bei einem größeren Wert Trägheits- und Zentrifugalkräfte überwiegen. Beispielsweise ist der Wert der Rossby-Zahl in Tornados groß (≈ 103), in Tiefdruckgebieten klein (≈ 0.1 bis 1). Je nach betrachtetem Phänomen kann sie sich jedoch um mehrere Größenordnungen unterscheiden.[1] Für große Rossby-Zahlen (\mathit{Ro} \gg 1) lässt sich die Erdrotation vernachlässigen.

Literatur[Bearbeiten]

  • Helmut Kraus: Die Rossby-Zahl-Ähnlichkeit. In: Ders.: Grundlagen der Grenzschicht-Meteorologie. Einführung in die Physik der Atmosphärischen Grenzschicht und in der Mikrometeorologie. Springer, Berlin 2008, ISBN 978-3-540-75980-5, S. 97–102.
  • Horst Kurz: Turbulente Diffusion in einer atmosphärischen Grenzschicht mit Rossby-Zahl-Ähnlichkeit. Dissertation, Technische Hochschule Darmstadt 1978.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Lakshmi H. Kantha & Carol Anne Clayson: Numerical Models of Oceans and Oceanic Processes. Academic Press, 2000, ISBN 0-12-434068-7 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).