表面动量转移和风设置
自由水面的风力设置
风在湖面上的作用导致了从风到水的摩擦动量转移。这种传递以施加在自由表面的应力(N m~2)的形式发生。应力可以参数化为
T = C0PlU2w
其中CD为阻力系数，pa = 1.2 kg m~3为空气密度，Ui0为风速在水面以上10米处测量。通常CD = 1.3 x 10~3，但这个值可能根据风速、水深和相对温度a.®而变化±40%
N =常数
图1湖泊中发现的特征连续水柱分层和典型的层近似。(a)密度恒定的均匀水柱。(b)连续分层的两层近似，其中层分离发生在温跃层处。(c)连续分层的三层近似，其中层分离发生在日和季节斜温层．(d)连续分层的三层近似，其中层分离发生在金属膜的上下表面。(e)整个水柱以恒定的浮力频率连续分层。(f)连续分层，其中低浮力以恒定的浮力频率为特征。
N =常数
图1湖泊中发现的特征连续水柱分层和典型的层近似。(a)密度恒定的均匀水柱。(b)连续分层的两层近似，其中层分离发生在温跃层处。(c)连续分层的三层近似，其中层分离发生在日和季节温跃线上。(d)连续分层的三层近似，其中层分离发生在金属膜的上下表面。(e)整个水柱以恒定的浮力频率连续分层。(f)连续分层，其中低浮力以恒定的浮力频率为特征。
水面与相邻气柱之间的差异。
与稳定风相关的动量转移将把水面推向背风岸，由于固体边界的存在，造成自由表面的位移(图2a);长久以来浅水湖泊这可能大到几米(例如伊利湖的~2米)(见上层混合层和非分层水体中的水流)。
这种位移被称为风力设置。如果风应力施加足够的时间(基本应力的四分之一)假潮周期如下所定义)，自由表面的稳态倾斜将发生在施加的风力(t x表面积)和由于自由表面渴望返回重力平衡而产生的静水压力之间的平衡。在稳态下平衡这些力，给出自由曲面斜率dx gH的方程
式中u* = \Jt/po为地面风切变速度，%(x, t)为从平衡位置开始的界面(面)位移，x为纵向坐标。自由面斜率方程可以积分得到沿垂直边界u2 L测量的最大界面位移
n(t = 0,x = 0, L) =±-/sV ';gH 2
内部分层的风设置
与自由表面的设置类似，风诱导的位移也可以沿温跃层发生。考虑一个简单的双层湖泊。迎风漂移在背风岸堆积的水同时推动thermo-cline同时向上推动自由表面(图2(b)，图3)。自由表面几乎保持水平，这是由于在低离子中发展的回流，导致垂直速度剪切穿过金属离子。在迎风岸发生相应的上升流(图3)。自由表面的稳态斜率是由倾斜温跃层的斜压重力压力和通过后风作用的风应力之间的平衡给出的
dx¿hi，其中g = g(p2 - pi)/p2是通过界面(温跃层)减少的重力(见分层水体中的电流1:密度驱动的流动)。温跃层坡度方程可通过对盆地长度积分rç，- 0 = 0, x = 0, L) =±得到
继续阅读:盆地尺度驻波运动
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