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Ciências da Terra e do espaço · 术语表

什么是 Camada de Ekman, transporte de Ekman, espiral de Ekman？

又称： camada de Ekman · transporte de Ekman · espiral de Ekman · sverdrup (unidade)

Definição 29.3 Ciências da Terra e do espaço universitárias — 1.º ano · 第 29 章 — A circulação do oceano

A camada de Ekman é a fina camada superficial do oceano, de no máximo algumas centenas de metros de espessura, na qual a tensão do vento é levada para baixo pelo atrito turbulento e equilibrada pela força de Coriolis. O transporte de Ekman é a massa de água que a camada leva por segundo através de uma faixa vertical de 1 m1\,\mathrm{m} de largura, da superfície até abaixo da camada:

M⃗=∫−d0ρ v⃗ dz(kg m−1 s−1);\vec M = \int_{-d}^{0} \rho\,\vec v\,\mathrm dz \quad (\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-1}\,\mathrm{s}^{-1});

dividida pela densidade, é um transporte volumétrico por metro, em m2 s−1\mathrm{m}^{2}\,\mathrm{s}^{-1}. A espiral de Ekman é o giro e o enfraquecimento da corrente com a profundidade na camada. Os transportes oceânicos são contados em sverdrups: 1 Sv1\,\mathrm{Sv} =106 m3 s−1= 10^{6}\,\mathrm{m}^{3}\,\mathrm{s}^{-1}.

Espiral de Ekman sob um vento de 10\, m/ s soprando para o norte a 35 N, com as constantes de Ekman. À esquerda: a corrente vista de cima na superfície e a cada décimo da profundidade de Ekman D_E até D_E (setas azuis), a curva cinza unindo suas pontas; a corrente da superfície está a 45 à direita do vento, as mais profundas são mais fracas e giram mais para a direita. O transporte da camada inteira (verde; apenas a direção) está a 90 à direita do vento. À direita: as duas componentes em função da profundidade.
Espiral de Ekman sob um vento de 10 m/s10\,\mathrm{m}/\mathrm{s} soprando para o norte a 35∘35{}^{\circ} N, com as constantes de Ekman. À esquerda: a corrente vista de cima na superfície e a cada décimo da profundidade de Ekman DED_E até DED_E (setas azuis), a curva cinza unindo suas pontas; a corrente da superfície está a 45∘45{}^{\circ} à direita do vento, as mais profundas são mais fracas e giram mais para a direita. O transporte da camada inteira (verde; apenas a direção) está a 90∘90{}^{\circ} à direita do vento. À direita: as duas componentes em função da profundidade.

示例

Exemplo 29.5 (O transporte sob uma brisa fresca)

Um vento de 10 m/s10\,\mathrm{m}/\mathrm{s} soprando para o norte a 35∘35{}^{\circ} N exerce T=0.170 PaT = 0.170\,\mathrm{Pa}. Com f=2Ωsin⁡35∘=8.365×10−5 s−1f = 2\Omega\sin35{}^{\circ} = 8.365 \times 10^{-5}\,\mathrm{s}^{-1}, o transporte de Ekman é 0.170/(8.365×10−5)=2036 kg m−1 s−10.170/(8.365 \times 10^{-5}) = 2036\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-1}\,\mathrm{s}^{-1}, para leste. Com ρ=1027 kg m−3\rho = 1027\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}, isso dá 1.98 m3 s−11.98\,\mathrm{m}^{3}\,\mathrm{s}^{-1} para cada metro medido através do transporte: através de uma linha de 1000 km1000\,\mathrm{km} de comprimento, cerca de 2 Sv2\,\mathrm{Sv}.

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