Oceanografie fizică
energia pentru circulația oceanică (și pentru circulația atmosferică) provine de la radiația solară și energia gravitațională de la soare și lună. Cantitatea de lumină solară absorbită la suprafață variază puternic cu latitudinea, fiind mai mare la ecuator decât la poli, iar acest lucru generează mișcare fluidă atât în atmosferă, cât și în ocean, care acționează pentru a redistribui căldura de la ecuator către poli, reducând astfel gradienții de temperatură care ar exista în absența mișcării fluidului. Poate că trei sferturi din această căldură este transportată în atmosferă; restul este transportat în ocean.
atmosfera este încălzită de jos, ceea ce duce la convecție, cea mai mare expresie a căreia este circulația Hadley. În schimb, oceanul este încălzit de sus, ceea ce tinde să suprime convecția. În schimb, apa adâncă a oceanului se formează în regiunile polare, unde apele sărate reci se scufundă în zone destul de restrânse. Acesta este începutul circulației termohaline.
curenții oceanici sunt în mare parte conduși de stresul vântului de suprafață; prin urmare, circulația atmosferică pe scară largă este importantă pentru înțelegerea circulației oceanice. Circulația Hadley duce la vânturi estice în tropice și vestice la latitudini medii. Acest lucru duce la încetinirea fluxului ecuatorial în cea mai mare parte a unui bazin oceanic subtropical (echilibrul Sverdrup). Fluxul de retur are loc într-un intens, îngust, poleward limita de Vest curent. La fel ca atmosfera, oceanul este mult mai lat decât este adânc și, prin urmare, mișcarea orizontală este în general mult mai rapidă decât mișcarea verticală. În emisfera sudică există o centură continuă de ocean și, prin urmare, latitudinea medie vestică forțează puternicul curent Circumpolar Antarctic. În emisfera nordică, masele terestre împiedică acest lucru, iar circulația oceanică este ruptă în gyres mai mici în bazinele Atlantic și Pacific.
Coriolis effectEdit
efectul Coriolis are ca rezultat o deformare a fluxurilor de fluide (spre dreapta în emisfera nordică și stânga în emisfera sudică). Acest lucru are efecte profunde asupra fluxului oceanelor. În special, aceasta înseamnă fluxul merge în jurul sistemelor de înaltă și joasă presiune, permițându-le să persiste pentru perioade lungi de timp. Ca urmare, mici variații de presiune pot produce curenți măsurabili. O pantă de o parte dintr-un milion în înălțimea suprafeței mării, de exemplu, va duce la un curent de 10 cm/s la latitudini medii. Faptul că efectul Coriolis este cel mai mare la poli și slab la ecuator are ca rezultat curenți de graniță vestici ascuțiți, relativ stabili, care sunt absenți la granițele estice. De asemenea, a se vedea efectele secundare de circulație.
Ekman transportEdit
Ekman transport are ca rezultat transportul net al apei de suprafață la 90 de grade la dreapta vântului în emisfera nordică și la 90 de grade la stânga vântului în emisfera sudică. Pe măsură ce vântul suflă peste suprafața oceanului, acesta „apucă” pe un strat subțire al apei de suprafață. La rândul său, acea foaie subțire de apă transferă energia mișcării către stratul subțire de apă de sub ea și așa mai departe. Cu toate acestea, din cauza efectului Coriolis, direcția de deplasare a straturilor de apă se mișcă încet din ce în ce mai departe spre dreapta pe măsură ce se adâncesc în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică. În cele mai multe cazuri, stratul inferior de apă afectat de vânt se află la o adâncime de 100 M – 150 m și se deplasează cu aproximativ 180 de grade, complet opus direcției în care bate vântul. În general, transportul net de apă ar fi de 90 de grade față de direcția inițială a vântului.
circulația Langmuiredit
circulația Langmuir are ca rezultat apariția unor dungi subțiri, vizibile, numite vânturi pe suprafața oceanului paralel cu direcția în care bate vântul. În cazul în care vântul suflă cu mai mult de 3 m s−1, se poate crea windrows paralele alternativ upwelling și downwelling aproximativ 5-300 m distanță. Aceste vânturi sunt create de celulele de apă ovulare adiacente (care se extind la aproximativ 6 m (20 ft) adâncime) alternând rotirea în sensul acelor de ceasornic și în sens invers acelor de ceasornic. În zonele de convergență se acumulează resturi, spumă și alge marine, în timp ce în zonele de divergență planctonul este prins și transportat la suprafață. Dacă există multe plancton în zona de divergență, peștii sunt adesea atrași să se hrănească cu ele.
Ocean–atmosferă interfaceEdit
la interfața ocean-atmosferă, oceanul și Oceanul atmosfera schimbă fluxuri de căldură, umiditate și impuls.căldură
termenii importanți de căldură de la suprafață sunt fluxul de căldură sensibil, fluxul de căldură latent, radiația solară care intră și echilibrul radiației cu undă lungă (infraroșu). În general, oceanele tropicale vor tinde să arate un câștig net de căldură, iar oceanele polare o pierdere netă, rezultatul unui transfer net de polewards de energie în oceane.
capacitatea mare de căldură a oceanelor moderează climatul zonelor adiacente oceanelor, ducând la un climat maritim în astfel de locații. Acest lucru poate fi un rezultat al stocării căldurii în timpul verii și al eliberării în timpul iernii; sau al transportului de căldură din locații mai calde: un exemplu deosebit de notabil în acest sens este Europa de Vest, care este încălzită cel puțin parțial de deriva Atlanticului de Nord.vânturile de suprafață tind să fie de ordinul metrilor pe secundă; curenții oceanici de ordinul centimetrilor pe secundă. Prin urmare, din punctul de vedere al atmosferei, oceanul poate fi considerat efectiv staționar; din punctul de vedere al Oceanului, atmosfera impune un stres semnificativ al vântului pe suprafața sa, ceea ce forțează curenții la scară largă în ocean.
prin stresul vântului, vântul generează valuri de suprafață oceanică; valurile mai lungi au o viteză de fază care tinde spre Viteza vântului. Impulsul vânturilor de suprafață este transferat în fluxul de energie de către valurile de suprafață ale oceanului. Rugozitatea crescută a suprafeței oceanului, prin prezența valurilor, schimbă vântul în apropierea suprafeței.
Umiditate
oceanul poate obține umiditate din precipitații sau o poate pierde prin evaporare. Pierderea prin evaporare lasă Oceanul mai sărat; Marea Mediterană și Golful Persic, de exemplu, au pierderi prin evaporare puternice; plumul rezultat de apă sărată densă poate fi urmărit prin Strâmtoarea Gibraltar în Oceanul Atlantic. La un moment dat, se credea că evaporarea/precipitațiile au fost un motor major al curenților oceanici; acum se știe că este doar un factor foarte minor.
valuri Planetareedit
valuri Kelvin
o undă Kelvin este orice undă progresivă care este canalizată între două limite sau forțe opuse (de obicei între forța Coriolis și o coastă sau Ecuator). Există două tipuri, de coastă și ecuatoriale. Undele Kelvin sunt conduse de gravitație și nedispersive. Aceasta înseamnă că undele Kelvin își pot păstra forma și direcția pe perioade lungi de timp. Acestea sunt de obicei create de o schimbare bruscă a vântului, cum ar fi schimbarea vânturilor alizee la începutul oscilației El ni-In-Sud.
valurile Kelvin de coastă urmează țărmurile și se vor propaga întotdeauna în sens invers acelor de ceasornic în emisfera nordică (cu țărmul la dreapta direcției de deplasare) și în sensul acelor de ceasornic în emisfera sudică.
undele Kelvin ecuatoriale se propagă spre est în emisferele nordice și sudice, folosind ecuatorul ca ghid.se știe că undele Kelvin au viteze foarte mari, de obicei în jur de 2-3 metri pe secundă. Au lungimi de undă de mii de kilometri și amplitudini în zeci de metri.undele Rossby sau undele planetare sunt valuri uriașe, lente generate în troposferă de diferențele de temperatură dintre ocean și continente. Forța lor majoră de restaurare este schimbarea forței Coriolis cu latitudine. Amplitudinile lor de undă sunt de obicei în zeci de metri și lungimi de undă foarte mari. Acestea se găsesc de obicei la latitudini joase sau medii.
există două tipuri de valuri Rossby, barotropice și baroclinice. Undele Barotropice Rossby au cele mai mari viteze și nu variază vertical. Undele baroclinice Rossby sunt mult mai lente.caracteristica specială de identificare a undelor Rossby este că viteza de fază a fiecărei unde individuale are întotdeauna o componentă spre vest, dar viteza de grup poate fi în orice direcție. De obicei, undele Rossby mai scurte au o viteză de grup spre est, iar cele mai lungi au o viteză de grup spre vest.
variabilitate Climaticăedit
interacțiunea de circulație ocean, care servește ca o Tipul pompei de căldură și efectele biologice, cum ar fi concentrația de dioxid de carbon, pot duce la schimbări climatice globale pe o scară de timp de zeci de ani. Oscilațiile climatice cunoscute rezultate din aceste interacțiuni includ oscilația decadală a Pacificului, oscilația Atlanticului de Nord și oscilația arctică. Procesul oceanic de circulație termohalină este o componentă semnificativă a redistribuirii căldurii pe tot globul, iar schimbările în această circulație pot avea un impact major asupra climei.
La Ni Oqua–El ni Oquxoedit
și
undă circumpolară Antarctică
acesta este un val cuplat ocean/atmosferă care înconjoară Oceanul de Sud la fiecare opt ani. Deoarece este un fenomen wave – 2 (Există două vârfuri și două jgheaburi într-un cerc de latitudine) la fiecare punct fix din spațiu se vede un semnal cu o perioadă de patru ani. Valul se deplasează spre est în direcția curentului Circumpolar Antarctic.
curenții oceanici
printre cei mai importanți curenți oceanici se numără:
- curent Circumpolar Antarctic
- ocean adânc (condus de densitate)
- Vest curenți limita
- Gulf Stream
- Kuroshio curent
- curent Labrador
- curent Oyashio
- Agulhas curent
- Brazilia curent
- Australia de Est curent
- Est curenti limita
- California curent
- Canare curent
- Peru curent
- Benguela curent
Antarctica circumpolarEdit
corpul oceanului care înconjoară Antarctica este în prezent singurul corp continuu de apă în care există o bandă largă de latitudine de apă deschisă. Interconectează oceanele Atlantic, Pacific și Indian și oferă o întindere neîntreruptă pentru vânturile predominante din Vest pentru a crește semnificativ amplitudinile valurilor. În general, este acceptat faptul că aceste vânturi predominante sunt în primul rând responsabile pentru transportul curentului circumpolar. Se crede că acest curent variază în funcție de timp, posibil într-o manieră oscilantă.
adânc oceanEdit
în Marea Norvegiei răcirea prin evaporare este predominantă, iar masa de apă scufundată, apa adâncă a Atlanticului de Nord (NADW), umple bazinul și se varsă spre sud prin crevase în pragurile submarine care leagă Groenlanda, Islanda și Marea Britanie. Apoi curge de-a lungul limitei vestice a Atlanticului, cu o parte a fluxului care se deplasează spre est de-a lungul ecuatorului și apoi poleward în bazinele oceanice. NADW este antrenat în curentul Circumpolar și poate fi urmărit în bazinele indiene și Pacific. Fluxul din bazinul Oceanului Arctic în Pacific este totuși blocat de adâncurile înguste ale strâmtorii Bering.
vezi și geologia marină despre care explorează geologia fundului oceanului, inclusiv tectonica plăcilor care creează tranșee adânci ale oceanului.
Western boundaryEdit
un bazin oceanic subtropical idealizat forțat de vânturile care circulă în jurul unui sistem de înaltă presiune (anticiclonic), cum ar fi Azore-Bermuda high, dezvoltă o circulație gyre cu fluxuri lente constante către ecuator în interior. După cum sa discutat de Henry Stommel, aceste fluxuri sunt echilibrate în regiunea limitei vestice, unde se dezvoltă un flux subțire rapid de polewards numit curent de graniță vestică. Fluxul în Oceanul real este mai complex, dar Gulf stream, Agulhas și Kuroshio sunt exemple de astfel de curenți. Sunt înguste (aproximativ 100 km lățime) și rapide (aproximativ 1,5 m/s).
curenții de frontieră vestici Equatorwards apar în locații tropicale și polare, de exemplu curenții Groenlandei de Est și Labrador, în Atlantic și Oyashio. Acestea sunt forțate de circulația vânturilor în jurul presiunii scăzute (ciclonice).Gulf stream, împreună cu extensia sa nordică, Curentul Atlanticului de Nord, este un curent puternic, cald și rapid al Oceanului Atlantic, care își are originea în Golful Mexic, iese prin Strâmtoarea Florida și urmează coastele de Est ale Statelor Unite și Newfoundland spre nord-est înainte de a traversa Oceanul Atlantic.curentul Kuroshio este un curent oceanic găsit în vestul Oceanului Pacific în largul coastei de Est a Taiwanului și care curge spre nord-est pe lângă Japonia, unde se contopește cu deriva estică a curentului Pacificului de Nord. Este analog cu Gulf Stream din Oceanul Atlantic, transportând apă caldă, tropicală spre nord, spre regiunea polară.