에크만수 (Ekman Number)
한 줄 정의: 유체의 점성 효과가 지구 자전의 코리올리 효과에 비해 얼마나 큰지를 나타내는 무차원수입니다.
쉽게 풀면
바다나 대기의 흐름에는 마찰(점성)과 지구 자전에 의한 힘이 함께 작용합니다. 에크만수는 두 힘의 크기 비율로, 값이 작으면 자전 효과가 지배하고 마찰은 경계 근처 얇은 층에서만 중요해집니다.
왜 중요한가
어떤 흐름에서 마찰층이 얼마나 두꺼운지, 자전 효과를 무시해도 되는지 판단하는 기준이어서 지구유체역학과 회전수조 실험에서 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
""대양 내부의 에크만수는 매우 작아 점성 효과는 해면과 해저 부근의 얇은 경계층에 국한된다.""
작은 에크만수가 곧 얇은 마찰층을 뜻한다는 점을 보여 주는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
대개 E = ν/(fL²) 형태로 정의하며, ν는 (와)점성계수, f는 코리올리 매개변수, L은 길이 규모입니다. 수직 길이 규모를 쓰면 에크만층 두께를 추정할 수 있고, 상대 두께는 에크만수의 제곱근에 비례합니다. 로스비수와 함께 회전 유체의 성격을 분류합니다.
주의할 점
에크만층은 실제 현상이고, 에크만수는 그 조건을 나타내는 무차원 지표입니다. 정의에 쓰는 점성계수가 분자점성인지 와점성인지에 따라 값이 크게 달라집니다.