在自然界中,大气、海洋介质都可能因组分(如盐度)、温度、压力不同而成为密度分层介质,从而可因外界扰动产生内波,布伦特-韦伊塞莱频率是表征内波现象的重要特征参数。
布伦特-韦伊塞莱频率可以由如下简单的力学分析得到:在稳定分层流体中,某流体质点受到扰动后在垂向产生一个向上(下)的位移,在重力或浮力作用下具有回到原来水平位置的趋势,于是许多场合下可以产生振动和向周围介质传递的内波,如大气中的背风波、海洋中的内潮等。可以用广阔的流体(它在没有波动时是静止的)中的一个小振幅波来考察这种波的某些特性。首先考虑一个单位体积的质点作铅垂方向的位移,假定该质点的密度为,如它位移了距离
,则其周围流体的密度为
,作用于该单位体积质点上的净重力为
。因此,它的运动由方程
所控制,并在其原来的位置附近以圆频率
(稳定分层流体中)振荡,
称为布伦特-韦伊塞莱频率。当密度变化是由温度变化所引起时,则
其中,为重力加速度,
为流体热膨胀系数,
为流体温度分布。
而如果除此之外还需考虑进绝热温度梯度变化,则
其中,为定压比热。