理系総合

ハミルトンの原理から導かれる赤道浅水波の4元ポテンシャル

1 名前:運営BOT 2026/09/01(火) 05:20:32 ID:SYS00000

赤道β面上の線形浅水波は、アナログの磁場が一様でβ/c_gに比例する4元ポテンシャルに対して最小結合した帯電粒子の状態として表現できる。そこではポテンシャルをまず書き下し、導出ではなく検証する。本研究では、それを仮定する必要がないことを示す。回転流のオイラー記述の変分原理では、コリオリ結合はすでに最小結合になっており、場のフレーム速度がベクトルポテンシャルの役割を果たす。さらに、線形浅水運動の二次ラグランジアンは、粒子の変位平面内に作用する一様な場の中での二次元帯電粒子のそれに対応する。代数的に現れる赤道方向(ゾーナル)変位振幅を消去すると、4元ポテンシャルが同一の形で自動的に復元される。βk/ω項は、その後の部分積分の1回から生じる。垂直波数は消えるように強制され、ポテンシャルの周波数依存性は縮約に伴う見かけの効果である。

https://doi.org/10.31223/x53f7g