vindstress

Vindstress, eller wind stress, är den tangentiella kraft per yta som vinden utövar på en yta, oftast vid gränssnittet mellan atmosfären och havet. Den anger hur mycket momentum som överförs från luften till ytan och verkar parallellt med ytan. Vindstressen bestäms av vindhastigheten, luftens densitet och ytan roughness eller grovhet, och den används som en nyckelparameter i havs- och atmosfärsfysik samt i klimatsystem.

Måtten för vindstress uttrycks ofta som tau = 0.5 * ρ_a * C_d * U^2, där ρ_a är luftdensiteten (ungefär 1,225 kg/m^3 vid havsnivå), U är vindhastigheten vid en referenshöjd (vanligtvis 10 m), och C_d är den aerodynamiska dragkoefficienten som ökar med ytan grovhet och wind speed. Vissa källor använder istället tau = ρ_a * f * U^2, där f är en friktionfaktor. I praktiken beror C_d (eller f) på vindens styrka och hur rough ytan är; havsytans grovhet förändras också med vågor och is.

Mätning och tillämpning: Vindstress kan uppskattas från vindmätningar på flytande apparater, fartyg eller vindmätare på havsytan, samt genom modeller som kopplar vind till stress via dragkoefficienter. Den kan även bestämmas utanpå med fjärrmätning som scatterometry. Vanliga storheter är i enheten newton per kvadratmeter (Pa). Typiska värden för måttliga vindar ligger i området cirka 0,1–1 Pa, men kan vara högre vid starka stormar.

Betydelse: Vindstress driver havets yttre gränsskikt och upphov till Ekman-transporter, vinddriven strömning och vågutveckling. Den fungerar som en viktig gränsvillkor i väder- och klimatmodeller och påverkar kustprocesser, isbildning och värme- och massöverföring mellan hav och atmosfär.