洋流运动的机理 (一)埃克曼输送 1.实地观测:南森的北冰洋探险发现,海冰和 船沿着风的右方20-40°方向漂流 2理论推导:埃克曼的数学解释 边界条件:持续强风,无限和均匀的海洋 无其他作用力。 假设:水的运动表现为许多相互独立的薄水 层的运动
二、洋流运动的机理 二、洋流运动的机理 （一）埃克曼输送 （一）埃克曼输送 1 .实地观测：南森的北冰洋探险发现，海冰和 南森的北冰洋探险发现，海冰和 船沿着风的右方 船沿着风的右方20 －40 °方向漂流。 2 .理论推导：埃克曼的数学解释 埃克曼的数学解释 • 边界条件：持续强风，无限和均匀的海洋， 边界条件：持续强风，无限和均匀的海洋， 无其他作用力。 无其他作用力。 • 假设：水的运动表现为许多相互独立的薄水 假设：水的运动表现为许多相互独立的薄水 层的运动
埃克曼螺线的结构 种作用力 风 表层 20-45 上覆水的应力 下伏水的应力 水的净运动 (与风向呈90°) 地转偏向力
埃克曼螺线的结构 埃克曼螺线的结构 • 三种作用力： 上覆水的应力 下伏水的应力 地转偏向力
3结论 ·表层洋流将沿风向的20~45°角方向流动; 流向将在表层以下100~200m之间处倒转; ·100~200m处的流速只有表层流速的约4%; 远海表层海流的运动近似符合埃克曼理论
3.结论 • 表层洋流将沿风向的 表层洋流将沿风向的20～45°角方向流动； • 流向将在表层以下 流向将在表层以下100～200m之间处倒转； • 100～200m处的流速只有表层流速的约 处的流速只有表层流速的约4%； • 远海表层海流的运动近似符合埃克曼理论。 远海表层海流的运动近似符合埃克曼理论
4.推论 当螺线中所有单个水层的运动叠加后,水 的净输送方向与风向呈直角,这种水的净位 移称为埃克曼输送( Ekman transport)。 在南、北半球副热带的涡旋中,埃克曼输 送的结果是将水推向涡旋的中心
4.推论 当螺线中所有单个水层的运动叠加后，水 当螺线中所有单个水层的运动叠加后，水 的净输送方向与风向呈直角，这种水的净位 的净输送方向与风向呈直角，这种水的净位 移称为埃克曼输送 移称为埃克曼输送(Ekman transport transport)。 在南、北半球副热带的涡旋中，埃克曼输 在南、北半球副热带的涡旋中，埃克曼输 送的结果是将水推向涡旋的中心。 送的结果是将水推向涡旋的中心
(二)地转流的产生 1.辐合和辐散 (1)主要辐合区:涡旋的中心 (2)主要辐散区:赤道附近海域,北美的西 南岸和北非的西岸,南美和南非的西岸 Westerlies Wind-dr CONVERGENCE Ekman transport Wind-driven gyre t Northeast trades
（二）地转流的产生 （二）地转流的产生 1.辐合和辐散 （ 1）主要辐合区：涡旋的中心。 ）主要辐合区：涡旋的中心。 （ 2）主要辐散区：赤道附近海域，北美的西 ）主要辐散区：赤道附近海域，北美的西 南岸和北非的西岸，南美和南非的西岸。 南岸和北非的西岸，南美和南非的西岸