سائل باروتروبي

في ديناميكا الموائع ، يُعرف المائع الباروتروبي بأنه مائع تكون كثافته دالة للضغط فقط. ^{[ 1 ]} يُعد المائع الباروتروبي نموذجًا مفيدًا لسلوك الموائع في مجموعة واسعة من المجالات العلمية، من الأرصاد الجوية إلى الفيزياء الفلكية.

تتميز معظم السوائل بكثافة ثابتة تقريبًا ( متساوية الكثافة )، لذا يمكن القول إن كثافتها تتغير بشكل طفيف فقط مع الضغط ودرجة الحرارة. أما الماء، الذي لا تتغير كثافته إلا بنسبة ضئيلة مع درجة الحرارة والملوحة، فيمكن تقريبه على أنه سائل باروتروبي. وبشكل عام، لا يُعتبر الهواء باروتروبيًا، لأنه دالة لدرجة الحرارة والضغط؛ ولكن في ظروف معينة، قد يكون افتراض الباروتروبية مفيدًا.

في الفيزياء الفلكية ، تُعدّ الموائع الباروتروبية مهمة في دراسة باطن النجوم أو الوسط بين النجوم. ومن بين النماذج الباروتروبية الشائعة المستخدمة في الفيزياء الفلكية، نموذج المائع متعدد الخواص . وعادةً ما يكون افتراض الباروتروبية غير واقعي.

في علم الأرصاد الجوية ، يُعرف الغلاف الجوي الباروتروبي بأنه الغلاف الذي تعتمد فيه كثافة الهواء على الضغط فقط، ونتيجة لذلك، فإن الأسطح متساوية الضغط (الأسطح ذات الضغط الثابت) هي أيضًا أسطح ذات كثافة ثابتة. وتكون هذه الأسطح متساوية الضغط أيضًا أسطحًا متساوية الحرارة ، وبالتالي (وفقًا لمعادلة الرياح الحرارية ) لا تتغير الرياح الجيوستروفية مع العمق. ومن ثم، فإن حركة كتلة الهواء الباروتروبي الدوارة تكون مقيدة بشدة. وتُعد المناطق المدارية أقرب إلى الباروتروبية من خطوط العرض المتوسطة لأن درجة الحرارة فيها أكثر تجانسًا أفقيًا.

التدفق الباروتروبي هو تعميم للغلاف الجوي الباروتروبي. وهو تدفق يكون فيه الضغط دالةً للكثافة فقط، والعكس صحيح. بعبارة أخرى، هو تدفق تكون فيه الأسطح متساوية الضغط متساوية الكثافة، والعكس صحيح. قد يكون هناك تدفق باروتروبي لسائل غير باروتروبي، لكن السائل الباروتروبي سيتبع دائمًا تدفقًا باروتروبيًا. ومن الأمثلة على ذلك الطبقات الباروتروبية في المحيطات، والغاز المثالي متساوي الحرارة، والغاز المثالي متساوي الإنتروبيا .

المائع غير الباروتروبي يُسمى باروكليني ، أي أن الضغط ليس العامل الوحيد المحدد للكثافة. أما في حالة المائع الباروتروبي أو التدفق الباروتروبي (مثل الغلاف الجوي الباروتروبي)، فإن متجه الباروكليني يساوي صفرًا.

• ديناميكيات الغلاف الجوي

• جيمس ر. هولتون، مقدمة في علم الأرصاد الجوية الديناميكي ، رقم ISBN 0-12-354355-X، الطبعة الثالثة، ص 77.
• مارسيل ليسيور، "الاضطراب في السوائل: النمذجة العشوائية والرقمية"، ISBN 0-7923-0645-7، 2هـ.
• ديفيد تريتون ، "ديناميكا الموائع الفيزيائية"، رقم ISBN 0-19-854493-6.