Baroklinitet er ivæskedynamikk eit mål på lagdelinga i ei væske. Ein baroklin atmosfære er einatmosfære dertettleiken avheng av bådetemperatur oglufttrykk i motsetnad til einbarotrop atmosfære som berre er avhengig av trykket. Dei barotrope sonene i atmosfæren finn ein vanlegvis nær tropiske strøk, medan ein finn dei barokline områda på midlare og polare breidder.

Baroklinitet er proporsjonal til

${\displaystyle \mathrm{\nabla }p\times \mathrm{\nabla }\rho }$

som igjen er proporsjonal til vinkelen mellom ei isobarflate (flate med konstant trykk) og ei flate med konstant tettleik. I ei barotrop væske vil desse flatene vere parallelle (og barokliniteten vil vere lik null).

Område med stor atmosfærisk baroklinitet er ofte dei områda derlågtrykk oftast blir danna.

Baroklin instabilitet er ein dynamisk instabilitet i ei væske som er svært viktig iatmosfære og i hav. I atmosfæren er dette den dominerande mekanismen i danninga avhøgtrykk oglågtrykk som dominerervêret på midlare breidder. I havet dannar instabilitetenmesoskala (100 km eller mindre) forstyrringar som har forskjellige roller i dynamiske prosessar og transport avsporstoff. Baroklin instabilitet er assosiert med lagdelte væsker som roterer raskt.

Om ei væske roterer raskt eller ikkje blir avgjort av storleiken pårossbytalet, som er eit mål på kor nær straumen er rotasjonen til ein fast lekam. Ein straum som roterer som ein fast lekam harvirvling som er proporsjonal tilvinkelfarten. Rossbytalet er eit mål på skilnaden mellom virvlinga til væska og virvlinga til ein fast lekam som roterer. Ein må ha eit lite rossbytal for at baroklin instabilitet skal oppstå. Når rossbytalet er stort blir andre former for instabilitet meir viktig.

Det enklaste døme på ein stabil lagdelt straum er ein inkompressibel straum med tettleik som minkar med høgda. I ein kompressibel gass, slik som atmosfæren, er det relevante målet den vertikaleentropigradienten som må auke med høgda for at straumen skal vere stabilt lagdelt. Ein måler styrken på lagdelinga ved å sjå på kor stort det vertikaleskjeret til den horisontale vinden må vere for å destabilisere straumen og danne klassiskKelvin-Helmholtz instabilitet. Dette målet vert kallarichardsontalet. Når richardsontalet er stort er lagdelinga stor nok til å hindre denne skjerinstabiliteten.

FørJule Charney ogEric Eady utarbeida teorien om baroklin instabilitet seint på 1940-talet, tok dei fleste teoriane som prøvde å forklare strukturen til forstyrringar på midlare breidder utgangspunkt i høge rossbytal eller små richardsontal. Den viktigaste eigenskapen til baroklin instabilitet er at den eksisterer i situasjonar med rask rotasjon (lite rossbytal) og kraftig stabil lagdeling (stort richardsontal) som ein typisk observerer i atmosfæren.

Energikjelda til baroklin instabilitet er denpotensielle energien i den grunnleggande straumen. Når instabiliteten veks vil massesenteret til væska bli lågare. I veksande bølgjer i atmosfæren vil kald luft som strøymer nedover og mot ekvator erstatte varmare luft som strøymer oppover og mot polane.

Ein kan utforske baroklin instabilitet i eit laboratorium ved å bruke roterande sylinder forma glas med indre og ytre veggar fylt med væske. Glaset blir varma opp i ytterveggen og avkjølt ved innerveggen, og resultatet er ein væskestraum som skapar baroklint ustabile bølgjer.

I kontrast til barokline straumar har einbarotrop straum der tettleiks- og trykkflatene ligg i same nivå og det ikkje er noko baroklin danning av virvling.

Studiet av utviklinga av baroklin instabilitet er i dynamisk meteorologi meir eller mindre synonymt til studiet om korleis låg- og høgtrykk oppstår på midlare breidder.

Visst ein startar medrørslelikningane for ei væske (somEulerlikningane ellerNavier-Stokes-likningane) og tarrotasjonen av desse, vil resultatet blivirvling.

I ei væske der tettleiken varierer, vil ein få eit kjeldeledd i virvlingslikninga som oppstår når flater med konstant tettleik og flater med konstant trykk ikkje er parallelle. Det leddet (skrive som${\displaystyle \mathbf{b}\mathbf{c}}$ under) er kjend som den barokline vektoren. (Merk at${\displaystyle \overrightarrow{\omega }}$ er virvlingsvektoren,${\displaystyle P}$ er trykket, og${\displaystyle \rho }$ er tettleiken):

${\displaystyle {\left({\mathrm{\partial }}_t\overrightarrow{\omega }\right)}_{\mathbf{b}\mathbf{c}}=\frac{1}{{\rho }^2}\mathrm{\nabla }\rho \times \mathrm{\nabla }P}$

Denne vektoren er nyttig i både kompressible og inkompressible (men ikkje-homogene) væsker. Internetyngdebølgjer kan analyserast ved å bruke den barokline vektoren. Den kan òg vere nyttig når det oppstår virvling i samband med sjokkbølgjer i ikkje-homogene medium, som i Richtmeyer-Meshkov instabilitet.

Interne bølgjer kan oppstå itermoklinen (der temperaturen raskt endrar seg djupet) ellerhaloklinen (der saltinnhaldet raskt endrar seg med djupet) i sjø og vatn. Liknande bølgjer kan bli danna mellom eit vasslag og eit oljelag. Når grenseflata mellom desse to flatene ikkje er horisontal og systemet er i nærhydrostatisk likevekt, vil trykkgradienten vere vertikal medan tettleiksgradienten ikkje vil vere det. Derfor er den barokline vektoren ulik null, og den barokline vektoren virkar på ein slik måte at det blir oppretta virvling for å gjere grenseflata horisontal. I denne prosessen blir det danna interne tyngdebølgjer. I motsetnad til tyngdebølgjer på overflata krev ikkje interne tyngdebølgjer ei skarp overflate. Til dømes kan ein i vatn få danna interne tyngdebølgjer driven av den barokline vektoren på grenseflata mellom to vassmengder med ulik temperatur eller salinitet (saltinnhald).

• Barotropi