Physical oceanography
energie voor de oceaancirculatie (en voor de atmosferische circulatie) komt van zonnestraling en gravitatieenergie van de zon en de maan. De hoeveelheid zonlicht die aan het oppervlak wordt geabsorbeerd varieert sterk met de breedtegraad, en is groter aan de evenaar dan aan de polen, en dit veroorzaakt vloeiende beweging in zowel de atmosfeer als de oceaan die werkt om warmte van de evenaar naar de polen te herverdelen, waardoor de temperatuurgradiënten die zouden bestaan bij afwezigheid van vloeiende beweging worden verminderd. Misschien wordt driekwart van deze warmte in de atmosfeer vervoerd; de rest wordt in de Oceaan vervoerd.
de atmosfeer wordt van onderen verwarmd, wat leidt tot convectie, waarvan de grootste expressie de Hadley-circulatie is. De oceaan wordt daarentegen van bovenaf verwarmd, waardoor convectie wordt onderdrukt. In plaats daarvan wordt diep oceaanwater gevormd in poolgebieden waar koud zoute wateren zinken in vrij beperkte gebieden. Dit is het begin van de thermohaliene circulatie.
oceanische stromen worden grotendeels aangedreven door de oppervlaktewind stress; vandaar dat de grootschalige atmosferische circulatie belangrijk is om de oceaancirculatie te begrijpen. De Hadley-circulatie leidt tot oostenwind in de tropen en Westerlies in de middelste breedtegraden. Dit leidt tot een langzame evenaarstroming door het grootste deel van een subtropisch oceaanbekken (de Sverdrup-balans). De retourstroom vindt plaats in een intense, smalle, poleward Westelijke grensstroom. Net als de atmosfeer is de oceaan veel breder dan diep, en daarom is horizontale beweging in het algemeen veel sneller dan verticale beweging. Op het zuidelijk halfrond is er een continue oceaangordel, waardoor de middelste breedtegraad westerlingen de sterke Antarctische circumpolaire stroom forceren. Op het noordelijk halfrond voorkomen de landmassa ‘ s dit en wordt de oceaancirculatie in kleinere draaikolken in de Atlantische en Pacifische bekkens doorbroken.
Corioliseffectedit
het corioliseffect resulteert in een afbuiging van vloeistofstromen (naar rechts op het noordelijk halfrond en naar links op het zuidelijk halfrond). Dit heeft ingrijpende gevolgen voor de stroom van de oceanen. In het bijzonder betekent dit dat de stroom rond hoge en lage druk systemen gaat, waardoor ze langdurig kunnen blijven bestaan. Hierdoor kunnen kleine drukvariaties meetbare stromen produceren. Een helling van een deel op een miljoen in zeeoppervlakte hoogte, bijvoorbeeld, zal resulteren in een stroom van 10 cm/s op midden breedtegraden. Het feit dat het corioliseffect het grootst is op de polen en zwak op de evenaar resulteert in scherpe, relatief stabiele Westelijke grensstromen die afwezig zijn op oostelijke grenzen. Zie ook secundaire circulatie effecten.
Ekman transportEdit
Ekman transport resulteert in het netto transport van oppervlaktewater 90 graden rechts van de wind op het noordelijk halfrond en 90 graden links van de wind op het zuidelijk halfrond. Als de wind over het oppervlak van de oceaan waait, “grijpt” het op een dunne laag van het oppervlaktewater. Op zijn beurt brengt die dunne laag water bewegingsenergie over naar de dunne laag water eronder, enzovoort. Echter, vanwege het corioliseffect, de richting van de beweging van de lagen water langzaam verder en verder naar rechts als ze dieper in het noordelijk halfrond, en naar links in het zuidelijk halfrond. In de meeste gevallen, de onderste laag van het water beïnvloed door de wind is op een diepte van 100 m – 150 m en reist ongeveer 180 graden, volledig tegenovergesteld van de richting die de wind waait. Over het geheel genomen zou het netto transport van water 90 graden van de oorspronkelijke richting van de wind zijn.
Langmuir circulationEdit
Langmuir circulation resulteert in het optreden van dunne, zichtbare strepen, windrows genoemd op het oppervlak van de oceaan evenwijdig aan de richting waarin de wind waait. Als de wind waait met meer dan 3 m s-1, kan het parallel windrows afwisselend upwelling en downwelling ongeveer 5-300 m uit elkaar. Deze windrows worden gemaakt door aangrenzende ovulaire watercellen (tot ongeveer 6 m (20 ft) diep) afwisselend roterend met de klok mee en tegen de klok in. In de convergentieregio ’s hoopt zich puin, schuim en zeewier op, terwijl in de divergentieregio’ s plankton wordt opgevangen en naar de oppervlakte wordt vervoerd. Als er veel plankton in de divergentie zone vissen worden vaak aangetrokken om zich te voeden met hen.
Ocean–atmosphere interfaceEdit
At the ocean-atmosphere interface, the ocean and atmosphere exchange flux of heat, moisture and momentum.
warmte
de belangrijkste warmtetermen aan het oppervlak zijn de sensibele warmteflux, de latente warmteflux, de binnenkomende zonnestraling en de balans van lange-golf (infrarood) straling. In het algemeen zullen de tropische oceanen de neiging hebben om een netto toename van warmte te vertonen, en de poolzeeën een netto verlies, het resultaat van een netto overdracht van energie polewards in de oceanen.
De grote warmtecapaciteit van de oceanen matigt het klimaat van gebieden die aan de oceanen grenzen, wat leidt tot een maritiem klimaat op dergelijke locaties. Dit kan het gevolg zijn van warmteopslag in de zomer en het vrijkomen in de winter, of van het transport van warmte vanuit warmere locaties: een bijzonder opvallend voorbeeld hiervan is West-Europa, dat ten minste gedeeltelijk wordt verwarmd door de Noord-Atlantische drift.
Momentum
Oppervlaktewinden hebben de neiging om orde meters per seconde te zijn; oceaanstromingen van orde centimeters per seconde. Vanuit het oogpunt van de dampkring kan men de oceaan dus als stationair beschouwen; vanuit het oogpunt van de dampkring legt de dampkring een aanzienlijke windbelasting op het oppervlak, en dit dwingt grote stromingen in de oceaan af.
door de windstress genereert de wind golven op het oceaanoppervlak; de langere golven hebben een fasesnelheid die neigt naar de windsnelheid. Het Momentum van de oppervlaktewinden wordt door de golven van het oceaanoppervlak in de energieflux overgebracht. De toegenomen ruwheid van het oceaanoppervlak, door de aanwezigheid van de golven, verandert de wind bij het oppervlak.
vocht
de oceaan kan vocht winnen door regenval of verliezen door verdamping. Verdampingsverlies laat de oceaan zouter; de Middellandse Zee en de Perzische Golf bijvoorbeeld hebben sterk verdampingsverlies; de resulterende pluim van dichte zoute water kan worden getraceerd door de straat van Gibraltar in de Atlantische Oceaan. Ooit werd aangenomen dat verdamping/Neerslag een belangrijke drijfveer was voor de oceaanstromingen; het is nu bekend dat het slechts een zeer kleine factor is.
planetaire golfenedit
Kelvingolven
een Kelvingolf is een progressieve golf die wordt gekanaliseerd tussen twee grenzen of tegengestelde krachten (meestal tussen de Corioliskracht en een kustlijn of de evenaar). Er zijn twee soorten, kust en Equatoriaal. Kelvin golven zijn zwaartekracht gedreven en niet-dispersief. Dit betekent dat Kelvingolven hun vorm en richting kunnen behouden gedurende lange perioden. Ze worden meestal gemaakt door een plotselinge verschuiving in de wind, zoals de verandering van de passaatwinden aan het begin van de El Niño-Zuidelijke oscillatie.
kust Kelvingolven volgen kustlijnen en zullen zich altijd tegen de klok in verspreiden op het noordelijk halfrond (met de kustlijn rechts van de rijrichting) en met de klok mee op het zuidelijk halfrond.
equatoriale Kelvingolven verspreiden zich naar het Oosten in het noordelijke en zuidelijke halfrond, waarbij de evenaar als leidraad wordt gebruikt.van Kelvingolven is bekend dat ze zeer hoge snelheden hebben, meestal ongeveer 2-3 meter per seconde. Ze hebben golflengten van duizenden kilometers en amplituden in de tientallen meters.Rossby-golven (ook wel bekend als Rossby-golven) zijn enorme, langzame golven die in de troposfeer worden gegenereerd door temperatuurverschillen tussen de oceaan en de continenten. Hun belangrijkste herstelkracht is de verandering in Corioliskracht met breedtegraad. Hun Golf amplitudes zijn meestal in de tientallen meters en zeer grote golflengten. Ze worden meestal gevonden op lage of midden breedtegraden.er zijn twee soorten Rossby-golven, barotropisch en baroclinisch. Barotrope Rossby golven hebben de hoogste snelheden en variëren niet verticaal. Baroclinische Rossby golven zijn veel langzamer.
Het speciale kenmerk van Rossby-golven is dat de fasesnelheid van elke individuele Golf altijd een westwaarts component heeft, maar de groeps-snelheid kan in elke richting zijn. Meestal hebben de kortere Rossby golven een oostwaartse groeps snelheid en de langere golven een westwaartse groeps snelheid.
Klimaatvariabiliteitedit
effecten zoals de concentratie van kooldioxide kunnen leiden tot wereldwijde klimaatveranderingen op een tijdschaal van decennia. Bekende klimaatschommelingen als gevolg van deze interacties zijn onder andere de Pacifische decadale oscillatie, Noord-Atlantische oscillatie en Arctische oscillatie. Het oceanische proces van thermohaliene circulatie is een belangrijk onderdeel van warmteherverdeling over de hele wereld, en veranderingen in deze circulatie kunnen grote gevolgen hebben voor het klimaat.
La Niña-El NiñoEdit
en
Antarctische circumpolaire golf
Dit is een gekoppelde Oceaan / atmosfeer golf die ongeveer om de acht jaar rond de Zuidelijke Oceaan cirkelt. Aangezien het een golf-2 fenomeen is (er zijn twee pieken en twee dalen in een breedtegraadcirkel) wordt op elk vast punt in de ruimte een signaal met een periode van vier jaar gezien. De golf beweegt oostwaarts in de richting van de Antarctische circumpolaire stroom.
Ocean currentsEdit
een van de belangrijkste oceaanstromingen zijn de:
- Circum-Antarctische Huidige
- de diepte van de oceaan (dichtheid-gedreven)
- de Westelijke grens stromingen
- golfstroom
- Kuroshio Stroom
- Labrador Huidige
- Oyashio Huidige
- Agulhas Stroom
- Brazilië Huidige
- Oost-Australië Huidige
- Oostelijke Grens stromingen
- Californië Huidige
- Canarische Huidige
- Peru Huidige
- Benguela Current
Antarctica circumpolarEdit
het oceaanlichaam rondom Antarctica is momenteel het enige continue waterlichaam met een brede breedtegraad van open water. Het verbindt de Atlantische Oceaan, de Stille Oceaan en de Indische Oceaan en zorgt voor een ononderbroken stuk voor de heersende westenwind om de golfamplitudes aanzienlijk te verhogen. Algemeen wordt aangenomen dat deze heersende winden in de eerste plaats verantwoordelijk zijn voor het circumpolaire stroomtransport. Men denkt nu dat deze stroming met de tijd varieert, mogelijk op een oscillerende manier.in de Noorse Zee is verdampingskoeling overheersend, en de zinkende watermassa, het Noord-Atlantische diepe Water (Nadw), vult het bekken en morst zuidwaarts door spleten in de onderzeese dorpels die Groenland, IJsland en Groot-Brittannië met elkaar verbinden. Het stroomt dan langs de westelijke grens van de Atlantische Oceaan, waarbij een deel van de stroom zich oostwaarts beweegt langs de evenaar en dan poleward in de oceaanbekkens. De NADW is ingesloten in de circumpolaire stroom, en kan worden getraceerd in de Indische en Pacifische bekkens. De stroom van de Noordelijke IJszee naar de Stille Oceaan wordt echter geblokkeerd door het smalle ondiepe water van de Beringstraat.
zie ook marine geology about that verkent de geologie van de oceaanbodem, inclusief platentektoniek die diepe oceaangraven creëert.
Western boundaryEdit
een geïdealiseerd subtropisch oceaanbekken dat wordt gedwongen door wind die rond een hogedruk (anticyclonische) systemen zoals de Azoren-Bermuda high cirkelt een gyrecirculatie met langzame gestage stromen naar de evenaar in het binnenland. Zoals besproken door Henry Stommel, zijn deze stromen gebalanceerd in het gebied van de westelijke grens, waar een dunne snelle polewarden stroom zich ontwikkelt die een westerse grensstroom wordt genoemd. De stroming in de echte oceaan is complexer, maar de Golfstroom, Agulhas en Kuroshio zijn voorbeelden van dergelijke stromingen. Ze zijn smal (ongeveer 100 km breed) en snel (ongeveer 1,5 m/s).
Westelijke grensstromingen komen voor op tropische en polaire locaties, bijvoorbeeld de Oost-Groenlandse en Labradorstromingen, in de Atlantische Oceaan en de Oyashio. Ze worden gedwongen door windcirculatie rond lage druk (cycloon).de Golfstroom ,samen met de Noord-Atlantische stroom, is een krachtige, warme en snelle Atlantische oceaanstroom die ontspringt in de Golf van Mexico, uitmondt in de straat van Florida, en de oostelijke kustlijnen van de Verenigde Staten en Newfoundland volgt naar het noordoosten alvorens de Atlantische Oceaan over te steken.de Kuroshiostroom is een oceaanstroom die wordt gevonden in de westelijke Stille Oceaan voor de oostkust van Taiwan en die noordoostwaarts langs Japan stroomt, waar hij samenvloeit met de oostelijke drift van de Noord-Pacifische stroming. Het is analoog aan de Golfstroom in de Atlantische Oceaan, die warm tropisch water naar het noorden transporteert naar het poolgebied.