Fyzické oceánografie
Energie oceánu oběhu (a pro atmosférické cirkulace) pochází ze slunečního záření a gravitační energie ze slunce a měsíc. Množství slunečního záření absorbuje na povrchu se liší silně s zeměpisné šířky, je větší na rovníku než na pólech, a to vyvolává plynulý pohyb v obou atmosféry a oceánu, který se chová k redistribuci tepla od rovníku k pólům, čímž se snižuje teplotní gradienty, že by existovala v případě neexistence pohybu kapaliny. Možná tři čtvrtiny tohoto tepla jsou neseny v atmosféře; zbytek je nesen v oceánu.
atmosféra se zahřívá zespodu, což vede k konvekci, jejíž největší výraz je Hadleyova cirkulace. Naproti tomu oceán je ohříván shora, což má tendenci potlačovat konvekci. Místo toho se v polárních oblastech vytváří hluboká voda, kde se v poměrně omezených oblastech potopí studená slaná voda. Toto je začátek termohalínového oběhu.
oceánské proudy jsou do značné míry poháněny povrchovým větrem; proto je pro pochopení cirkulace oceánu důležitá rozsáhlá atmosférická cirkulace. Hadleyův oběh vede k východním větrům v tropech a Westerlies ve středních zeměpisných šířkách. To vede k pomalému toku rovníku ve většině subtropické oceánské pánve (Sverdrup balance). Zpětný tok se vyskytuje v intenzivním, úzký, pólový západní hraniční proud. Stejně jako atmosféra je oceán mnohem širší, než je hluboký, a proto je horizontální pohyb obecně mnohem rychlejší než vertikální pohyb. Na jižní polokouli je souvislý pás oceánu, a proto Západozemí střední šířky nutí silný antarktický cirkumpolární proud. Na severní polokouli tomu zabraňují pozemní masy a cirkulace oceánu je rozdělena na menší gyry v Atlantické a tichomořské pánvi.
Coriolisův efekt
Coriolisův efekt má za následek vychýlení toků tekutin (vpravo na severní polokouli a vlevo na jižní polokouli). To má hluboký vliv na tok oceánů. Zejména to znamená, že tok obchází vysokotlaké a nízkotlaké systémy, což jim umožňuje přetrvávat po dlouhou dobu. Výsledkem je, že malé změny tlaku mohou produkovat měřitelné proudy. Například sklon jedné části v jednom milionu ve výšce hladiny moře bude mít za následek proud 10 cm / s ve středních zeměpisných šířkách. Skutečnost, že Coriolisův efekt je největší na pólech a slabý na rovníku, má za následek ostré, relativně stabilní západní hraniční proudy, které na východních hranicích chybí. Viz také účinky sekundárního oběhu.
Ekman transportEdit
Ekman přepravní výsledky v čisté dopravy povrchové vody 90 stupňů doprava větru na Severní Polokouli, a 90 stupňů vlevo větru na Jižní Polokouli. Jak vítr fouká po hladině oceánu, „popadne“ na tenkou vrstvu povrchové vody. Ten tenký list vody zase přenáší pohybovou energii na tenkou vrstvu vody pod ní a tak dále. Nicméně, protože Coriolisova Efektu, směr jízdy vrstev vody pomalu pohybovat dál a dál doprava, jak se dostat hlouběji na Severní Polokouli a doleva na Jižní Polokouli. Ve většině případů, na velmi spodní vrstva vody ovlivněné větrem je v hloubce 100 m – 150 m a je cestování o 180 stupňů, zcela opačný směr, kterým fouká vítr. Celkově by čistá doprava vody byla 90 stupňů od původního směru větru.
Langmuir circulationEdit
Langmuir oběhu výsledků ve výskytu tenké, viditelné pruhy, tzv. řadách na povrchu oceánu rovnoběžně se směrem vane vítr. Pokud vítr fouká s více než 3 m s−1, to může vytvořit paralelní řadách střídavě upwelling a downwelling o 5-300 m od sebe. V těchto řadách jsou vytvářeny přilehlé hranaté vodou buněk (prodloužení až o 6 m (20 ft) hluboké) střídající se otáčí ve směru hodinových ručiček a proti směru hodinových ručiček. V konvergenčních zónách nečistoty, pěny a mořské řasy hromadí, zatímco v zónách divergence plankton se chytil a odnesl do povrchu. Pokud je v divergenční zóně mnoho planktonu, ryby jsou často přitahovány k tomu, aby se na nich živily.
Oceán–atmosféra interfaceEdit
Na oceán-atmosféra rozhraní, oceán a atmosféru výměna toků tepla, vlhkosti a hybnosti.
Tepelně
Je důležité, tepelné podmínky na povrchu jsou rozumné proudění tepla, latentního tepla tok, příchozí sluneční záření a bilance dlouhovlnné (infračervené) záření. Obecně platí, že tropické oceány budou mít tendenci vykazovat čistý zisk tepla a polární oceány čistou ztrátu, což je výsledek čistého přenosu energetických pólů v oceánech.
velká tepelná kapacita oceánů zmírňuje klima oblastí sousedících s oceány, což vede k námořnímu klimatu v těchto lokalitách. To může být v důsledku akumulace tepla v létě a na uvolnění v zimě; nebo dopravy tepla z teplejších míst: zvláště pozoruhodný příklad tohoto je Západní Evropa, která je ohřívána alespoň v části severní atlantik drift.
hybnost
povrchové větry bývají řádově metrů za sekundu; oceánské proudy řádově centimetrů za sekundu. Proto z hlediska atmosféry, oceánu lze považovat za efektivně stacionární; z pohledu na oceán, atmosféra ukládá významné namáhání větrem na jeho povrchu, a to vynutí rozsáhlé proudy v oceánu.
vítr vytváří povrchové vlny oceánu; delší vlny mají fázovou rychlost směřující k rychlosti větru. Hybnost povrchových větrů je přenášena do energetického toku povrchovými vlnami oceánu. Zvýšená drsnost povrchu oceánu, přítomností vln, mění vítr v blízkosti povrchu.
Vlhkost
oceán může získat vlhkost ze srážek nebo ji ztratit odpařováním. Odpařovací ztráta zanechává oceán slanější; Středozemní a Perský záliv mají například silnou odpařovací ztrátu; výsledný oblak husté slané vody lze vysledovat přes Gibraltarský průliv do Atlantského oceánu. Najednou se věřilo, že odpařování/srážení bylo hlavním hnacím motorem oceánských proudů; nyní je známo, že je to jen velmi malý faktor.
Planetární wavesEdit
Kelvin Vlny
Kelvin vlna se žádné postupné vlny, která je směřována mezi dvěma hranice nebo protichůdné síly (obvykle mezi Coriolisova síla a pobřeží, nebo rovníku). Existují dva typy, pobřežní a rovníkové. Kelvinovy vlny jsou gravitačně řízené a nedisperzivní. To znamená, že Kelvin vlny mohou udržet svůj tvar a směr po dlouhou dobu. Obvykle jsou vytvářeny náhlým posunem větru,jako je změna obchodních větrů na začátku oscilace El Niño-Southern.
Pobřežní Kelvin vlny sledovat břehy a bude vždy šíří ve směru hodinových ručiček na Severní polokouli (s pobřeží vpravo od směru jízdy) a po směru hodinových ručiček na Jižní polokouli.
Rovníkové Kelvin vlny se šíří na východ, v Severní a Jižní polokoule, pomocí rovníku jako vodítko.
je známo, že Kelvinovy vlny mají velmi vysoké rychlosti, obvykle kolem 2-3 metrů za sekundu. Mají vlnové délky tisíců kilometrů a amplitudy v desítkách metrů.
Rossby vlny
Rossby vlny, nebo planetární vlny jsou obrovské, pomalé vlny generované v troposféře teplotními rozdíly mezi oceánem a kontinenty. Jejich hlavní obnovovací silou je změna Coriolisovy síly se zeměpisnou šířkou. Jejich vlnové amplitudy jsou obvykle v desítkách metrů a velmi velkých vlnových délkách. Obvykle se nacházejí v nízkých nebo středních zeměpisných šířkách.
existují dva typy Rossbyho vln, barotropní a baroklinické. Barotropní Rossby vlny mají nejvyšší rychlosti a nemění se svisle. Baroklinické Rossby vlny jsou mnohem pomalejší.
speciální identifikační funkce Rossby vln je, že fázová rychlost každé jednotlivé vlny má vždy na západ komponenty, ale skupina rychlost může být v libovolném směru. Obvykle kratší Rossby vlny mají na východ rychlost skupiny a ty delší mají na západ rychlost skupiny.
Klima variabilityEdit
interakce oceánu oběh, který slouží jako typ tepelného čerpadla, a biologické účinky, jako jsou koncentrace oxidu uhličitého může mít za následek globální klimatické změny na časové škále desítek let. Známé klimatické oscilace vyplývající z těchto interakcí, patří Pacific decadal oscillation, severoatlantické oscilace, a Arktické oscilace. Oceánské proces termohalinní cirkulace je významnou složkou tepla přerozdělování po celém světě, a změny v této oběhu může mít zásadní dopady na klima.
La Niña–El NiñoEdit
a
Antarktický cirkumpolární waveEdit
Toto je spolu oceánu/atmosféra vlna, která obíhá v Jižním Oceánu o každých osm let. Protože je vlna-2 jev (jsou tam dva vrcholky a dva žlaby do šířky kruh) na každý pevný bod ve vesmíru signál s periodou čtyř let je vidět. Vlna se pohybuje na východ ve směru antarktického Cirkumpolárního proudu.
Oceánské proudyeditovat
mezi nejdůležitější oceánské proudy patří:
- Antarktidy Cirkumpolární Aktuální
- Hluboký oceán (density-driven)
- Západní hranice proudy
- Golfský Proud
- Kuroshio Proud
- Labrador Aktuální
- Oyashio Aktuální
- Agulhas Proud
- Brazílie Aktuální
- Východní Austrálie Aktuální
- Východní Okrajové proudy
- Kalifornie Aktuální
- Kanárské Aktuální
- Peru Aktuální
- Benguelský Proud
Antarktidě circumpolarEdit
oceánu tělo v okolí Antarktidy je v současné době jediný kontinuální těle vody, kde je široká šířka pásma otevřené vodě. Propojuje Atlantik, Pacifik a Indický oceán, a poskytují nepřetržitý úsek pro převládající západní větry, aby výrazně zvýšily amplitudy vln. Obecně se uznává, že tyto převládající větry jsou primárně zodpovědné za cirkumpolární proudový transport. Tento proud se nyní předpokládá, že se mění s časem, možná oscilačním způsobem.
Hluboké oceanEdit
V norském Moři chlazení odpařováním je převládající, a potopení vody hmotnost, North Atlantic Hluboké Vody (NADW), vyplní povodí a skvrny na jih přes trhliny v ponorce parapety, které spojují Grónska, Islandu a velké Británie. Poté teče podél západní hranice Atlantiku, přičemž část toku se pohybuje na východ podél rovníku a poté poleward do oceánských pánví. NADW je unášen do Cirkumpolárního proudu, a lze jej vysledovat do indických a tichomořských pánví. Tok z povodí Severního ledového oceánu do Tichého oceánu je však blokován úzkými mělčinami Beringovy úžiny.
viz také mořská geologie, která zkoumá geologii oceánského dna včetně deskové tektoniky, která vytváří hluboké oceánské příkopy.
Západní boundaryEdit
idealizované subtropické oceánu povodí nuceni vítr krouží kolem vysokého tlaku (anticyklóny) systémy, jako jsou Azory, Bermudy vysoké vyvíjí kroužení oběhu se pomalu teče směrem k rovníku v interiéru. Jak popsal Henry Stommel, tyto toky jsou vyvážené v oblasti západní hranice, kde se vyvíjí tenký rychlý tok pólů zvaný západní hraniční proud. Tok v reálném oceánu je složitější, ale Gulf stream, Agulhas a Kuroshio jsou příklady takových proudů. Jsou úzké (přibližně 100 km napříč) a rychlé (přibližně 1,5 m/s).
Rovníkové západní hraniční proudy se vyskytují v tropických a polárních lokalitách, např. východní Grónsko a Labradorské proudy, v Atlantiku a Oyashio. Jsou nuceny cirkulací větru kolem nízkého tlaku (Cyklonický).
Golfský proud
Golfského Proudu, spolu s jeho severního rozšíření, North Atlantic Aktuální, je silný, teplý, a swift Atlantského Oceánu proud, který vzniká v mexickém Zálivu, východy přes Úžiny Floridy, a navazuje na východní pobřeží Spojených Států a Newfoundland na severovýchod, než přes Atlantický Oceán.
Kuroshio
Kuroshio Proud je oceán aktuální nalézt v západní části Tichého Oceánu u východního pobřeží Tchaj-wanu a tekoucí northeastward minulosti Japonsku, kde to se spojí s východním drift na Severní Pacifik Aktuální. Je analogický s Golfským proudem v Atlantském oceánu, přepravující teplou tropickou vodu na sever směrem k polární oblasti.