Storyboard

An der Küste kann die Coriolis-Kraft zu einer Zirkulation führen, die nährstoffreiches Material an die Oberfläche zieht (Ekman-Transport).

>Modell

ID:(1578, 0)

Iframe

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ID:(15446, 0)

Konzept

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Cuando existen corrientes en dirección del ecuador en los lados oeste en bordes continentales, la ecuación de Coriolis para el plano con

implica que existe una corriente que se aleja de la costa. Esto genera una corriente que lleva aguas frías ricas en nutrientes a la superficie:

Este transporte se denomina el transporte de Ekman.

ID:(11679, 0)

Bild

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Durch Ekmans Transport verschieben sich die Grenzen zwischen den Oberflächenschichten und den tiefsten Schichten im Ozean. Diese sind durch plötzliche Änderungen der Parameter in Abhängigkeit von der Temperatur gekennzeichnet. Insbesondere gibt es Änderungen in:

• Temperatur (Thermokline)
• Salzgehalt (Halokline)
• Dichte (Pyknokline)

ID:(11684, 0)

Bild

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Si se invierte el sentido del viento para el transporte de Ekman se tiene el proceso inverso (si v_x es negativo a_{s,y} se vuelve positivo).

En este caso se tiene que con la velocidad hacia los polos resulta

Esto implica que existe una corriente que va hacia la costa evitando que los nutrientes lleguen a la superficie:

ID:(11680, 0)

Bild

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Existen distintas zonas en el mundo en donde por vientos, ya sea en forma permanente o estacional, existe surgencia. Esto lleva a que en estos lugares las corrientes que van en dirección de la costa arrastran aguas frias ricas en vida en dirección de la superficie con lo que se favorece la vida en la superficie.

ID:(11700, 0)

Top

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Parameter

$f$

f

Coriolis-Faktor

rad/s

$\rho$

rho

Dichte des Meerwassers

kg/m^3

$u_e$

u_e

Ekmans Geschwindigkeit

m/s

$\pi$

pi

Pi

rad

$C_D$

C_D

Widerstandsbeiwert

-

$A_z$

A_z

Wirbelviskosität zum vertikalen Mischen

m/s^2

Variablen

$Q$

Q

Ekman Transport

m^2/s

$D_E$

D_E

Ekmans Tiefe

m

$\rho_a$

rho_a

Luftdichte

kg/m^3

$\tau_w$

tau_w

Vom Wind erzeugte Spannung

Pa

$U$

U

Windgeschwindigkeit

m/s

Berechnungen

• Alternative Methode
• Traditionelle Methode
• Strategie
• 2D
• 3D

Gleichung

Zahl

Zuerst die Gleichung auswählen: zu , dann die Variable auswählen: zu

---

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Variable Gegeben Berechnen Ziel : Gleichung Zu verwenden

Gleichungen

ID:(15443, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Die Energiedichte des Windes ist eine Funktion von die Luftdichte ($\rho_a$) und die Windgeschwindigkeit ($U$) in der Form

$\displaystyle\frac{1}{2}\rho_aU^2$

Wenn nur ein Teil der Energie übertragen wird, kann die Vom Wind erzeugte Spannung ($\tau_w$) als die Energiedichte multipliziert mit einem Faktor die Widerstandsbeiwert ($C_D$) modelliert werden:

$\tau_w = \rho_a C_D U ^2$

Bedingungen

Variablen

$\rho_a$

Luftdichte

$kg/m^3$

8606

$\tau_w$

Vom Wind erzeugte Spannung

$Pa$

8603

$C_D$

Widerstandsbeiwert

$-$

8604

$U$

Windgeschwindigkeit

$m/s$

8609

Beziehung

ID:(11718, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Die Spannung an der Meeresoberfläche, die durch den Wind erzeugt wird, wird durch Wirbel in die Tiefe übertragen, was dazu führt, dass die Wassermasse mitgezogen wird. Die Tiefe des Wassers, oder die Ekmans Tiefe ($D_E$), das mitgezogen werden kann, hängt davon ab, wie die Energie in tiefere Schichten diffundiert, was die Wirbelviskosität zum vertikalen Mischen ($A_z$) entspricht. Es ist, mit der Coriolis-Faktor ($f$), gleich:

$D_E =\sqrt{\displaystyle\frac{2 \pi A_z }{ f }}$

Bedingungen

Variablen

$f$

Coriolis-Faktor

$rad/s$

8600

$D_E$

Ekmans Tiefe

$m$

8607

$\pi$

Pi

3.1415927

$rad$

5057

$A_z$

Wirbelviskosität zum vertikalen Mischen

$m^2/s$

8610

Beziehung

ID:(11670, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Die durch den Wind erzeugte die Vom Wind erzeugte Spannung ($\tau_w$) führt zur Oberflächengeschwindigkeit des Ozeans oder die Ekmans Geschwindigkeit ($u_e$), die wiederum durch die Corioliskraft, dargestellt durch der Coriolis-Faktor ($f$), den Ekman-Transport erzeugt. Dies geschieht mit die Dichte des Meerwassers ($\rho$) und die Ekmans Tiefe ($D_E$):

$u_e =\displaystyle\frac{ \tau_w }{ f \rho_w D_E }$

Bedingungen

Variablen

$f$

Coriolis-Faktor

$rad/s$

8600

$\rho_w$

Dichte des Meerwassers

$kg/m^3$

8605

$u_e$

Ekmans Geschwindigkeit

$m/s$

8608

$D_E$

Ekmans Tiefe

$m$

8607

$\tau_w$

Vom Wind erzeugte Spannung

$Pa$

8603

Beziehung

Entwicklung

Mit die Vom Wind erzeugte Spannung ($\tau_w$) über der Oberfläche $S$ des Ozeans entsteht eine Kraft:

$F = \sigma_w S$

die auf die Masse $m$ wirkt, die aus die Dichte des Meerwassers ($\rho$), die Ekmans Tiefe ($D_E$) und der Oberfläche $S$ berechnet wird:

$m = \rho_w S D_E$

Da die Beschleunigung $a$ durch die Corioliskraft mit die Ekmans Geschwindigkeit ($u_e$) erzeugt wird:

$a = \displaystyle\frac{F}{m} =\displaystyle\frac{\sigma_w S}{\rho_w D_E S} = \displaystyle\frac{\sigma_w}{\rho_w D_E} = f u_e$

ergibt sich:

$u_e =\displaystyle\frac{ \tau_w }{ f \rho_w D_E }$

ID:(11701, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Mit die Ekmans Geschwindigkeit ($u_e$) und die Ekmans Tiefe ($D_E$) kann das transportierte Volumen abgeschätzt werden, oder der Ekman Transport ($Q$):

$Q = D_E u_e$

Bedingungen

Variablen

$Q$

Ekman Transport

$m^2/s$

8611

$u_e$

Ekmans Geschwindigkeit

$m/s$

8608

$D_E$

Ekmans Tiefe

$m$

8607

Beziehung

ID:(11702, 0)