Fysisk oceanografi
energi til havcirkulationen (og til atmosfærisk cirkulation) kommer fra solstråling og gravitationel energi fra solen og månen. Mængden af sollys absorberet på overfladen varierer stærkt med breddegrad, idet den er større ved Ækvator end ved polerne, og dette skaber væskebevægelse i både atmosfæren og havet, der virker til at omfordele varme fra ækvator mod polerne og derved reducere temperaturgradienterne, der ville eksistere i fravær af væskebevægelse. Måske bæres tre fjerdedele af denne varme i atmosfæren; resten bæres i havet.
atmosfæren opvarmes nedenunder, hvilket fører til konvektion, hvis største udtryk er Hadley-cirkulationen. I modsætning hertil opvarmes havet ovenfra, hvilket har tendens til at undertrykke konvektion. I stedet dannes hav dybt vand i polare områder, hvor koldt saltvand synker i forholdsvis begrænsede områder. Dette er begyndelsen på termohalincirkulationen.
oceaniske strømme er stort set drevet af overfladevindspændingen; derfor er den store atmosfæriske cirkulation vigtig for at forstå havcirkulationen. Hadley-cirkulationen fører til østlige vinde i troperne og vestlige i mellembreddegrader. Dette fører til langsom ækvatorstrøm gennem det meste af et subtropisk havbassin (Sverdrup balance). Returstrømmen forekommer i en intens, smal, polet vestlig grænsestrøm. Ligesom atmosfæren er havet langt bredere end det er dybt, og derfor er vandret bevægelse generelt meget hurtigere end lodret bevægelse. På den sydlige halvkugle er der et kontinuerligt bælte af havet, og derfor tvinger de vestlige breddegrader den stærke antarktiske cirkumpolære strøm. På den nordlige halvkugle forhindrer landmasserne dette, og havcirkulationen er opdelt i mindre gyres i Atlanterhavet og Stillehavet.
Coriolis effectEdit
Coriolis-effekten resulterer i en afbøjning af væskestrømme (til højre på den nordlige halvkugle og venstre på den sydlige halvkugle). Dette har dybe virkninger på strømmen af oceanerne. Det betyder især, at strømmen går rundt i høj-og lavtrykssystemer, så de kan fortsætte i lange perioder. Som et resultat kan små variationer i tryk producere målbare strømme. En hældning på en del i en million i havoverfladehøjde vil for eksempel resultere i en strøm på 10 cm/s ved mellembreddegrader. Det faktum, at Coriolis-effekten er størst ved polerne og svag ved ækvator, resulterer i skarpe, relativt stabile vestlige grænsestrømme, som er fraværende på østlige grænser. Se også sekundære cirkulationseffekter.
Ekman transportEdit
Ekman transport resulterer i nettotransporten af overfladevand 90 grader til højre for vinden på den nordlige halvkugle og 90 grader til venstre for vinden på den sydlige halvkugle. Når vinden blæser over havets overflade, “griber den” på et tyndt lag af overfladevandet. Til gengæld overfører det tynde ark vand bevægelsesenergi til det tynde lag vand under det osv. På grund af Coriolis-effekten bevæger vandlagets bevægelsesretning sig imidlertid langsomt længere og længere til højre, når de bliver dybere på den nordlige halvkugle og til venstre på den sydlige halvkugle. I de fleste tilfælde er det meget nederste lag af vand, der er påvirket af vinden, i en dybde på 100 m – 150 m og bevæger sig omkring 180 grader, helt modsat den retning, som vinden blæser. Samlet set ville nettotransporten af vand være 90 grader fra vindens oprindelige retning.
Langmuir circulationEdit
Langmuir circulation resulterer i forekomsten af tynde, synlige striber, kaldet vindruer på overfladen af havet parallelt med den retning, som vinden blæser. Hvis vinden blæser med mere end 3 m s−1, kan den skabe parallelle vindruer, der skifter op og ned omkring 5-300 m fra hinanden. 6 m (20 ft) dyb) skiftevis roterende med uret og mod uret. I konvergensområderne ophobes affald, skum og tang, mens plankton fanges og transporteres til overfladen ved divergensområderne. Hvis der er mange plankton i divergensområdet, tiltrækkes fisk ofte for at fodre med dem.
ocean–atmosphere interfaceEdit
Ved ocean-atmosphere interface, ocean-atmosphere interface, the ocean-atmosphere interface, the ocean-atmosphere interface, the ocean-atmosphere interface, the ocean-atmosphere interface, the ocean-atmosphere interface, the ocean of the ocean of the Bahamas den 15. September 2003
og atmosfæren udveksler strømme af varme, fugt og momentum. varme
de vigtige varmevilkår på overfladen er den fornuftige varmestrøm, den latente varmestrøm, den indkommende solstråling og balancen mellem langbølget (infrarød) stråling. Generelt vil de tropiske oceaner have en tendens til at vise en nettogevinst på varme, og de polære oceaner et nettotab, resultatet af en nettooverførsel af energipoler i oceanerne.
havets store varmekapacitet modererer klimaet i områder, der støder op til oceanerne, hvilket fører til et maritimt klima på sådanne steder. Dette kan være et resultat af varmelagring om sommeren og frigivelse om vinteren; eller af transport af varme fra varmere steder: et særligt bemærkelsesværdigt eksempel på dette er Vesteuropa, som i det mindste delvist opvarmes af den nordatlantiske drift.
Momentum
Overfladevind har tendens til at være af ordremålere pr. Fra atmosfærens synspunkt kan havet derfor betragtes som effektivt stationært; fra havets synspunkt pålægger atmosfæren en betydelig vindspænding på overfladen, og dette tvinger store strømme i havet.
gennem vindspændingen genererer vinden havoverfladebølger; de længere bølger har en fasehastighed, der har tendens til vindhastigheden. Momentum af overfladevindene overføres til energistrømmen af havets overfladebølger. Den øgede ruhed af havoverfladen, ved tilstedeværelsen af bølgerne, ændrer vinden nær overfladen.
fugt
havet kan få fugt fra Nedbør eller miste det gennem fordampning. Fordampningstab efterlader havet saltere; Middelhavet og Persiske Golf har for eksempel stærkt fordampningstab; den resulterende sky af tæt saltvand kan spores gennem Gibraltarstrædet ind i Atlanterhavet. På et tidspunkt blev det antaget, at fordampning/Nedbør var en vigtig drivkraft for havstrømme; det vides nu kun at være en meget mindre faktor.
planetariske bølgeredit
Kelvin-bølger
en Kelvin-bølge er enhver progressiv bølge, der kanaliseres mellem to grænser eller modsatte kræfter (normalt mellem Coriolis-kraften og en kystlinje eller ækvator). Der er to typer, kystnære og ækvatoriale. Kelvin bølger er gravitation drevet og ikke-dispersive. Dette betyder, at Kelvin-bølger kan bevare deres form og retning over lange perioder. De er normalt skabt af et pludseligt skift i vinden, såsom ændringen af passatvindene i begyndelsen af el ni-den sydlige svingning.
kystnære Kelvin-bølger følger kystlinjer og vil altid udbrede sig mod uret på den nordlige halvkugle (med kystlinjen til højre for kørselsretningen) og med uret på den sydlige halvkugle.
ækvatoriale Kelvinbølger formerer sig mod øst i den nordlige og sydlige halvkugle ved hjælp af ækvator som vejledning.Kelvin-bølger er kendt for at have meget høje hastigheder, typisk omkring 2-3 meter i sekundet. De har bølgelængder på tusinder af kilometer og amplituder i tiere meter.
Rossby bølger
Rossby bølger, eller planetariske bølger er enorme, langsomme bølger genereret i troposfæren ved temperaturforskelle mellem havet og kontinenterne. Deres største genoprettende kraft er ændringen i Coriolis kraft med breddegrad. Deres bølgeamplituder er normalt i tiere meter og meget store bølgelængder. De findes normalt ved lave eller midterste breddegrader.
Der er to typer Rossby-bølger, barotropisk og baroklinisk. Barotrope Rossby-bølger har de højeste hastigheder og varierer ikke lodret. Baroclinic Rossby bølger er meget langsommere.
det specielle identificerende træk ved Rossby-bølger er, at fasehastigheden for hver enkelt bølge altid har en komponent mod vest, men gruppehastigheden kan være i enhver retning. Normalt har de kortere Rossby-bølger en østlig gruppehastighed, og de længere har en vestlig gruppehastighed.
Klimavariabilitetredit
La Ni Larsa–el ni Larsoedit
og
Antarctic circumpolar bølge
Dette er en koblet hav/atmosfære bølge, der cirkler det sydlige Ocean omkring hvert otte år. Da det er et bølge-2 fænomen (der er to toppe og to trug i en breddegrad cirkel) på hvert fast punkt i rummet ses et signal med en periode på fire år. Bølgen bevæger sig mod øst i retning af den antarktiske cirkumpolære strøm.
Ocean currentsEdit
blandt de vigtigste havstrømme er:
- Antarktis cirkumpolær strøm
- dybt hav (tæthedsdrevet)
- vestlige grænsestrømme
- Golfstrømmen
- Kuroshio Current
- Labrador Current
- Oyashio Current
- Agulhas Current
- Brasilien Current
- East Australia Current
- østlige grænsestrømme
- California current
- Canary current
- Peru current
- Benguela current
Antarctic circumpolarEdit
havkroppen omkring Antarktis er i øjeblikket den eneste kontinuerlige vandmasse, hvor der er et bredt breddegradsbånd med åbent vand. Det forbinder Atlanterhavet, Stillehavet og Det Indiske Ocean og giver en uafbrudt strækning for de fremherskende vestlige vinde for at øge bølgeamplituder markant. Det accepteres generelt, at disse fremherskende vinde primært er ansvarlige for den cirkumpolære strømtransport. Denne strøm menes nu at variere med tiden, muligvis på en oscillerende måde.
Deep oceanEdit
i Norskehavet er fordampningskøling fremherskende, og den synkende vandmasse, Det Nordatlantiske dybe vand (NADV), fylder bassinet og spildes sydpå gennem sprækker i undersøiske karme, der forbinder Grønland, Island og Storbritannien. Det flyder derefter langs den vestlige grænse af Atlanterhavet med en del af strømmen, der bevæger sig østpå langs ækvator og derefter polvande ind i havbassinerne. Den er en del af den cirkumpolære strøm og kan spores ind i de indiske og Stillehavsbassiner. Strømmen fra Det arktiske havbassin ind i Stillehavet er imidlertid blokeret af de smalle lavvandede af Beringstrædet.
se også marine geologi om, der udforsker geologien i havbunden, herunder pladetektonik, der skaber dybe havgrave.
vestlige grænseedit
et idealiseret subtropisk havbassin tvunget af vinde, der cirkler omkring et højt tryk (anticykloniske) systemer som f.eks Acorerne-Bermuda high udvikler en gyre cirkulation med langsomme, stabile strømme mod ækvator i det indre. Som diskuteret af Henry Stommel, disse strømme er afbalanceret i regionen af den vestlige grænse, hvor en tynd hurtig polstrømstrøm kaldet en vestlig grænsestrøm udvikler sig. Strømmen i det virkelige hav er mere kompleks, men Golfstrømmen, Agulhas og Kuroshio er eksempler på sådanne strømme. De er smalle (ca. 100 km på tværs) og hurtige (ca.1,5 m/s).
ækvator vestlige grænsestrømme forekommer i tropiske og polære steder, f.eks Østgrønland og Labrador strømme, i Atlanterhavet og Oyashio. De tvinges af vindcirkulation omkring lavt tryk (cyklonisk).Golfstrømmen er sammen med dens nordlige udvidelse, Nordatlantisk strøm, en kraftig, varm og hurtig Atlanterhavsstrøm, der stammer fra Golfen, går ud gennem Florida-strædet og følger de østlige kystlinjer i USA og Nyfund mod nordøst, inden de krydser Atlanterhavet.Kuroshio Current er en havstrøm, der findes i det vestlige Stillehav ud for østkysten og flyder nordøst forbi Japan, hvor den smelter sammen med den østlige drift af den nordlige Stillehavsstrøm. Det er analogt med Golfstrømmen i Atlanterhavet og transporterer varmt, tropisk vand nordpå mod polarområdet.