The Ekman spiral is a structure of

The Ekman spiral is a structure of currents or winds near a horizontal boundary in which the flow direction rotates as one moves away from the boundary. It derives its name from the Swedish oceanographer Vagn Walfrid Ekman. The deflection of surface currents was first noticed by the Norwegian oceanographer Fridtjof Nansen during the Fram expedition (1893–1896) and the effect was first physically explained by Vagn Walfrid Ekman.[1]

The effect is a consequence of the Coriolis effect which subjects moving objects to a force to the right of their direction of motion in the northern hemisphere (and to the left in the Southern Hemisphere). Thus, when a persistent wind blows over an extended area of the ocean surface in the northern hemisphere, it causes a surface current which accelerates in that direction, which then experiences a Coriolis force and acceleration to the right of the wind: the current will turn gradually to the right as it gains speed. As the flow is now somewhat right of the wind, the Coriolis force perpendicular to the flow's motion is now partly directed against the wind. Eventually, the current will reach a top speed when the force of the wind, of the Coriolis effect, and the resistant drag of the subsurface water balance, and the current will flow at a constant speed and direction as long as the wind persists. This surface current drags on the water layer below it, applying a force in its own direction of motion to that layer, repeating the process whereby that layer eventually becomes a steady current even further to the right of the wind, and so on for deeper layers of water, resulting in a continuous rotation (or spiraling) of current direction with changing depth. As depth increases, the force transmitted from the driving wind declines and thus the speed of the resultant steady current decreases, hence the tapered spiral representation in the accompanying diagram. The depth to which the Ekman spiral penetrates is determined by how far turbulent mixing can penetrate over the course of a pendulum day.[2]

The diagram above attempts to show the forces associated with the Ekman spiral as applied to the Northern hemisphere. The force from above is in red (beginning with the wind blowing over the water surface), the Coriolis force (which is shown at right angles to the force from above when it should in fact be at right angles to the actual water flow) is in dark yellow, and the net resultant water movement is in pink, which then becomes the force from above for the layer below it, accounting for the gradual clockwise spiral motion as you move down.

The first documented observations of an oceanic Ekman spiral were made in the Arctic Ocean from a drifting ice floe in 1958.[3] More recent observations include:

SCUBA diving observations during a study of upwelling water transport through a kelp forest on the west coast of South Africa in 1978 [4]
The 1980 Mixed Layer Experiment[5]
Within the Sargasso Sea during the 1982 Long Term Upper Ocean Study [6]
Within the California Current during the 1993 Eastern Boundary Current experiment [7]
Within the Drake Passage region of the Southern Ocean [8][9]
North of the Kerguelan Plateau during the 2008 SOFINE experiment [10]
Common to several of these observations spirals were found to be 'compressed', displaying larger estimates of eddy viscosity when considering the rate of rotation with depth than the eddy viscosity derived from considering the rate of decay of speed.[6][7][8] Though in the Southern Ocean the 'compression', or spiral flattening effect disappeared when new data permitted a more careful treatment of the effect of geostrophic shear.[9][10]

The classic Ekman spiral has been observed under sea ice,[3] but observations remain rare in open-ocean conditions. This is due both to the fact that the turbulent mixing in the surface layer of the ocean has a strong diurnal cycle and to the fact that surface waves can destabilize the Ekman spiral. Ekman spirals are also found in the atmosphere. Surface winds in the Northern Hemisphere tend to blow to the left of winds aloft.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เอ็กแมนการ์เกลียวเป็นโครงสร้างของกระแสน้ำหรือลมใกล้กับทิศทางการไหลหมุนเป็นหนึ่งย้ายห่างจากขอบเส้นขอบเขตแนวนอน มันมาชื่อจาก oceanographer สวีเดนเอ็กแมนการ์ Walfrid Vagn การโก่งของพื้นผิวกระแสก็สังเกตเห็นครั้งแรก โดย oceanographer นอร์เวย์ Fridtjof Nansen ระหว่างสำรวจ Fram (1893-1896) และผลเป็นครั้งแรกทางกายภาพอธิบาย โดยเอ็กแมนการ์ Walfrid Vagn [1]ผลเป็นผลของผล Coriolis ซึ่งให้แรงทางด้านขวาของทิศทางของการเคลื่อนไหว ในซีกโลกเหนือ (และไปทางซ้ายในซีกโลกใต้) ถ่ายวัตถุเคลื่อนไหว ดังนั้น เมื่อลมเป็นแบบพัดบริเวณของพื้นมหาสมุทรในซีกโลกเหนือ จะทำให้กระแสผิวเรียงลำดับในทิศทาง ซึ่งจากนั้น ประสบการณ์แรง Coriolis และเร่งทางขวาของลม: ปัจจุบันจะค่อย ๆ ไปทางขวา ตามที่มันได้รับความเร็ว เป็นกระแสตอนนี้ค่อนข้างขวาของลม ตั้งฉาก Coriolis force การเคลื่อนไหวการไหลขณะนี้บางส่วนนำต้านลม ในที่สุด ปัจจุบันจะถึงความเร็วสูงสุดเมื่อแรงลม ผล Coriolis และทนการลากของสมดุลน้ำใต้ผิวดิน และกระแสจะไหลในทิศทางและความเร็วคงตราบใดที่ยังคงมีลม ลากปัจจุบันนี้พื้นผิวในชั้นน้ำด้านล่าง ใช้แรงในทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวเองกับชั้น ทำซ้ำกระบวนการโดยชั้นสุดท้ายจะ ดียิ่งขึ้นในด้านขวาของลม และให้ชั้นลึกของน้ำ กระแสคงที่ในการหมุนอย่างต่อเนื่อง (หรือปฏิ) ปัจจุบันทิศทางกับการเปลี่ยนแปลงความลึกของ เป็นความลึกเพิ่มขึ้น แรงส่งจากการภาวะลมขับ และดังนั้น ความเร็วของกระแสคงที่ผลลัพธ์ลด ลง จึงแสดงเกลียวเรียวในแผนภาพประกอบ ความลึกของเกลียวเอ็กแมนการ์แทรกซึมจะถูกกำหนด โดยผสมปั่นป่วนเท่าใดสามารถเจาะผ่านหลักสูตรของลูกตุ้มวัน [2]แผนภาพข้างต้นพยายามแสดงการบังคับที่เกี่ยวข้องกับเอ็กแมนการ์เกลียวที่ใช้กับซีกโลกเหนือ แรงจากด้านบนเป็นสีแดง (ขึ้นต้น ด้วยลมที่พัดผ่านผิวน้ำ), แรง Coriolis (ซึ่งจะแสดงที่มุมขวาแรงจากข้างต้นเมื่อในความเป็นจริงควรเป็นที่กระแสน้ำจริงมุมขวา) สีเหลืองเข้ม และการเคลื่อนไหวน้ำผลลัพธ์สุทธิอยู่ในสีชมพู ซึ่งกลายเป็นกองทัพจากด้านบนสำหรับชั้นล่างแล้ว บัญชีสำหรับเกลียวตามเข็มนาฬิกาค่อย ๆ เคลื่อนที่ลงสังเกตบันทึกแรกของเกลียวเอ็กแมนการ์มหาสมุทรเกิดขึ้นในมหาสมุทรอาร์กติกจาก floe น้ำแข็งลอยในปี 1958 [3] ข้อสังเกตล่าสุดรวม:สังเกตดำในระหว่างการศึกษาการขนส่งน้ำ upwelling ผ่านป่าสาหร่ายทะเลทางฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกาในปี 1978 [4]การทดลองชั้นผสม 1980 [5]ภายในทะเล Sargasso ในระหว่างการศึกษามหาสมุทรบนระยะยาว 1982 [6]ในปัจจุบันรัฐแคลิฟอร์เนียระหว่าง 1993 ปัจจุบันขอบเขตตะวันออกทดลอง [7]ภายในภูมิภาครกของมหาสมุทรใต้ [8] [9]ทางตอนเหนือของราบสูง Kerguelan ในระหว่างการทดลอง SOFINE 2008 [10]ทั่วไปหลายข้อสังเกตเหล่านี้พบว่ามาร์เซลลัสถูก 'บีบ' แสดงขนาดใหญ่ประมาณความหนืด eddy เมื่อพิจารณาอัตราการหมุนที่มีความลึกมากกว่าความหนืด eddy มาจากการพิจารณาอัตราการสลายตัวของความเร็ว [6] [7] [8] แม้ว่า ในมหาสมุทรใต้ 'อัด' หรือเกลียว แบนผลหายไปเมื่อข้อมูลใหม่ได้รับอนุญาตรักษาระมัดระวังมากขึ้นผลกระทบของแรงเฉือน geostrophic [9] [10]เอ็กแมนการ์เกลียวคลาสสิกได้รับการปฏิบัติภายใต้ทะเลน้ำแข็ง, [3] แต่สังเกตยังคงหายากในสภาพมหาสมุทรเปิด นี่คือสาเหตุทั้ง ความจริงที่ว่า ผสมปั่นป่วนในชั้นพื้นผิวของมหาสมุทรมีวงจรฟ้าแข็งแกร่ง และ ความจริงที่ว่า คลื่นพื้นผิวสามารถขาดเสถียรภาพเกลียวเอ็กแมนการ์ เอ็กแมนการ์มาร์เซลลัสยังอยู่ในบรรยากาศ ลมพื้นผิวในซีกโลกเหนือมีแนวโน้มจะ ระเบิดทางซ้ายของลมอลอฟท์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เอ็กแมนเกลียวเป็นโครงสร้างของกระแสหรือลมที่อยู่ใกล้กับเขตแดนแนวนอนในทิศทางการไหลหมุนเป็นหนึ่งย้ายออกไปจากเขตแดน มันเกิดมาจากชื่อของสมุทรศาสตร์สวีเดน Vagn Walfrid เอก โก่งกระแสพื้นผิวเป็นครั้งแรกที่พบโดยสมุทรศาสตร์นอร์เวย์ Fridtjof อาร์คติกในระหว่างการเดินทาง Fram (1893-1896) และผลกระทบเป็นครั้งแรกที่อธิบายร่างกาย Vagn Walfrid เอก. [1]

ผลเป็นผลมาจากผลกระทบที่เกิด Coriolis ซึ่งวัตถุที่เคลื่อนไหว วัตถุที่จะมีผลบังคับใช้ไปทางขวาของทิศทางของการเคลื่อนไหวในซีกโลกเหนือ (และด้านซ้ายในซีกโลกใต้) ดังนั้นเมื่อมีลมพัดถาวรมากกว่าพื้นที่ขยายของพื้นผิวมหาสมุทรในซีกโลกเหนือจะทำให้ปัจจุบันพื้นผิวซึ่งเร่งไปในทิศทางที่ซึ่งมีประสบการณ์แรง Coriolis และการเร่งความเร็วไปทางขวาของลม: ปัจจุบันจะเปลี่ยน ค่อยๆไปทางขวาในขณะที่มันได้รับความเร็ว เป็นกระแสอยู่ในขณะนี้ค่อนข้างขวาของลมแรง Coriolis ตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของการไหลอยู่ในขณะนี้ส่วนหนึ่งเป็นผู้กำกับกับลม ในที่สุดปัจจุบันจะถึงความเร็วสูงสุดเมื่อแรงของลมของผล Coriolis และลากทนของความสมดุลของน้ำใต้ผิวดินและในปัจจุบันจะไหลที่ความเร็วคงที่และทิศทางตราบเท่าที่ลมยังคงมีอยู่ พื้นผิวในปัจจุบันนี้ลากบนชั้นน้ำด้านล่างมันใช้แรงในทิศทางของตัวเองของการเคลื่อนไหวไปยังชั้นที่ซ้ำกระบวนการที่ชั้นที่ในที่สุดก็จะกลายเป็นความมั่นคงในปัจจุบันให้ดียิ่งขึ้นไปทางขวาของลมและอื่น ๆ สำหรับชั้นลึก น้ำผลในการหมุนอย่างต่อเนื่อง (หรือวน) ทิศทางในปัจจุบันมีการเปลี่ยนแปลงในเชิงลึก เช่นเพิ่มความลึกของแรงส่งจากการขับรถลดลงลมและทำให้ความเร็วของผลที่ลดลงอย่างต่อเนื่องในปัจจุบันจึงเป็นตัวแทนเกลียวเรียวในแผนภาพประกอบ ความลึกที่เกลียวเอกแทรกซึมจะถูกกำหนดโดยวิธีไกลป่วนผสมสามารถเจาะผ่านหลักสูตรของวันลูกตุ้ม. [2]

แผนภาพข้างต้นความพยายามที่จะแสดงให้เห็นกองกำลังที่เกี่ยวข้องกับเกลียวเอกนำไปใช้เป็นซีกโลกเหนือ แรงจากด้านบนเป็นสีแดง (เริ่มต้นด้วยลมพัดเหนือผิวน้ำ) แรง Coriolis (ซึ่งก็แสดงให้เห็นที่มุมขวาเพื่อบังคับจากข้างต้นเมื่อมันควรในความเป็นจริงจะเป็นที่มุมขวาเพื่อการไหลของน้ำที่เกิดขึ้นจริง) เป็น สีเหลืองเข้มและการเคลื่อนไหวของน้ำผลสุทธิในสีชมพูซึ่งก็จะกลายเป็นแรงจากข้างต้นสำหรับชั้นด้านล่างนี้ค่ะบัญชีสำหรับค่อยๆเคลื่อนไหวตามเข็มนาฬิกาเกลียวขณะที่คุณเลื่อนลง.

สังเกตเอกสารแรกของมหาสมุทรเอกเกลียวถูกสร้างขึ้นมา ในมหาสมุทรอาร์กติกจากน้ำแข็งน้ำแข็งลอยในปี 1958 [3] สังเกตเมื่อเร็ว ๆ นี้รวมถึง:

การสังเกตดำน้ำลึกในระหว่างการศึกษาของการขนส่งทางน้ำท่วมท้นผ่านป่าสาหร่ายทะเลบนชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกาใต้ในปี 1978 [4]
1980 การทดลองชั้นผสม [5]
ภายในสาหร่ายทะเลในช่วงปี 1982 ระยะยาวบนมหาสมุทร การศึกษา [6]
ภายในปัจจุบันแคลิฟอร์เนียในช่วงปี 1993 ภาคตะวันออกเขตแดนทดสอบปัจจุบัน [7]
ภายในเป็ดภูมิภาคทางเดินของมหาสมุทรใต้ [8] [9]
ทางตอนเหนือของ Kerguelan ที่ราบสูงในระหว่างการทดลอง 2008 Sofine [10]
สามัญเพื่อหลาย เหล่านี้เกลียวสังเกตพบว่ามี 'บีบอัด' แสดงประมาณการขนาดใหญ่ของความหนืด Eddy เมื่อพิจารณาจากอัตราการหมุนที่มีความลึกกว่าความหนืดของการไหลวนมาจากการพิจารณาอัตราการสลายตัวของความเร็ว. [6] [7] [8] แม้ว่าในมหาสมุทรใต้ 'อัด' หรือเกลียวผลแฟบหายไปเมื่อมีข้อมูลใหม่ที่ได้รับอนุญาตในการรักษาความระมัดระวังมากขึ้นจากผลกระทบของการเฉือน geostrophic ได้. [9] [10]

เอ็กแมนเกลียวคลาสสิกได้รับการปฏิบัติภายใต้น้ำแข็งในทะเล [3] แต่สังเกตยังคงอยู่ในสภาพที่หายากเปิดมหาสมุทร เพราะนี่คือทั้งความจริงที่ว่าป่วนผสมในชั้นผิวของมหาสมุทรมีรอบเวลากลางวันที่แข็งแกร่งและความจริงที่ว่าคลื่นพื้นผิวสามารถเสถียรเกลียวเอก เกลียวเอกนอกจากนี้ยังพบในชั้นบรรยากาศ ลมพื้นผิวในซีกโลกเหนือมีแนวโน้มที่จะพัดไปทางด้านซ้ายของลม Aloft

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เกลียวเอกเป็นโครงสร้างของกระแสน้ำหรือลม ใกล้เขตแดนในแนวนอน ซึ่งทิศทางการไหลหมุนเป็นหนึ่งย้ายห่างจากขอบ มันมาจากชื่อของมันจาก สวีเดน oceanographer vagn walfrid เอก . การโก่งตัวของกระแสน้ำพื้นผิวเป็นครั้งแรกที่สังเกตเห็นโดย oceanographer นอร์เวย์อะควิเลส กุซแมนในเฟรม Expedition ( 1893 – 1896 ) และผลกระทบเป็นครั้งแรกจริงอธิบายด้วย vagn walfrid เอก [ 1 ]ผลที่ได้คือผลของภาพลวงตาที่คนย้ายวัตถุที่จะบังคับขวาของทิศทางการเคลื่อนที่ของในซีกโลกเหนือ ( และไปทางซ้ายในซีกโลกใต้ ) ดังนั้น เมื่อลมพัดผ่านถาวรขยายพื้นที่ผิวมหาสมุทรในซีกโลกเหนือ ทำให้พื้นผิวปัจจุบันซึ่งเร่งในทิศทางนั้น ซึ่งประสบการณ์แรง Coriolis และความเร่งไปทางขวาของลม กระแสน้ำจะเปลี่ยนทีละน้อยเพื่อขวามันเพิ่มความเร็ว คือตอนนี้ค่อนข้างตามกระแสของลม แรงโคริโอลิสตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของกระแสเป็นส่วนหนึ่งที่ต้านลม ในที่สุด ปัจจุบันจะถึงความเร็วสูงสุด เมื่อแรงลม ของภาพลวงตา และทนลากของการสมดุลของน้ำ และกระแสจะไหลที่ความเร็วคงที่และทิศทางตราบใดที่ลมยังคงอยู่ นี้ผิวในปัจจุบันลากน้ำชั้นล่าง มันใช้แรงในทิศทางของตัวเองของการเคลื่อนไหวที่ชั้นทำซ้ำกระบวนการโดยที่ชั้นในที่สุดจะคงที่ในปัจจุบันมากขึ้นเพื่อสิทธิของลมและดังนั้นในชั้นลึกของน้ำ ส่งผลให้เกิดการหมุนอย่างต่อเนื่อง ( หรือเพี้ยน ) ทาง ปัจจุบัน มีการเปลี่ยนแปลงความลึก เป็นการเพิ่มความลึก แรงส่งจาก ขับลมลดลง ดังนั้นความเร็วของค่าคงที่ปัจจุบันลดลง ดังนั้นเรียวเกลียวแทนในแผนผังประกอบ . ความลึกที่เอกเกลียวด้านในจะถูกกำหนดโดยวิธีไกลป่วน ผสม สามารถเจาะผ่านหลักสูตรของลูกตุ้มวัน [ 2 ]แผนภาพข้างต้นพยายามแสดงพลังที่เกี่ยวข้องกับเอกเกลียวที่ใช้กับซีกโลกเหนือ แรงจากด้านบนเป็นสีแดง ( ต้นที่มีลมพัดผ่านผิวน้ำ ) , โคริโอลิสบังคับ ( ซึ่งจะแสดงอยู่ที่มุมขวาเพื่อบังคับจากข้างต้นเมื่อในความเป็นจริงควรจะอยู่ที่มุมขวาเพื่อการไหลของน้ำที่เกิดขึ้นจริง ) มีสีเหลืองเข้ม และการเคลื่อนไหวดังกล่าวเป็นในสุทธิน้ำสีชมพู ซึ่งจะกลายเป็นพลังจากเบื้องบนให้เลเยอร์ด้านล่าง มันบัญชีสำหรับที่ค่อยๆหมุนวนตามเข็มนาฬิกา เคลื่อนไหวในขณะที่คุณเลื่อนลงครั้งแรกที่บันทึกการสังเกตของโอเชียนิคเอกทำเกลียวในมหาสมุทรอาร์กติกจากน้ำแข็งน้ำแข็งลอยใน 1958 . [ 3 ] ล่าสุดตัวอย่างรวมถึง :ดำน้ำสังเกตในระหว่างการศึกษากระบวนการน้ำผุดน้ำการขนส่งผ่านป่าสาหร่ายบนชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกาใต้ในปี 1978 [ 5 ]การทดลองผสมชั้น 1980 [ 5 ]ในทะเลซาร์แกสโซในระหว่างปี 1982 ระยะยาวบนมหาสมุทรการศึกษา [ 6 ]ในแคลิฟอร์เนียปัจจุบันในระหว่าง 1993 ตะวันออกเขตแดนในปัจจุบันการทดลอง [ 7 ]ภายในช่องแคบเดรกเขตในภาคใต้มหาสมุทร [ 8 ] [ 9 ]ทางทิศเหนือของ kerguelan ที่ราบสูงในช่วง 2008 sofine ทดลอง [ 10 ]ทั่วไปเพื่อหลายเหล่านี้สังเกตรอบ พบว่ามี " อัด " แสดงประมาณการขนาดใหญ่ของ เอ็ดดี้ ความหนืด เมื่อพิจารณาอัตราการหมุนที่มีความลึกกว่า เอ็ดดี้ ความหนืดที่ได้จากการพิจารณาอัตราการสลายตัวของความเร็ว [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] แม้ว่าในมหาสมุทรใต้ " อัด " หรือเกลียว เรียบผลหายไปเมื่อข้อมูลใหม่ได้รับอนุญาตการรักษาความระมัดระวังมากขึ้นผลของยีโอสโทรฟิกเฉือน [ 9 ] [ 10 ]คลาสสิกเอกเกลียวได้รับการตรวจสอบภายใต้ทะเลน้ำแข็ง , [ 3 ] แต่สังเกตยังคงหายากในเงื่อนไขในมหาสมุทรเปิด นี้เนื่องจากความจริงที่ว่าทั้งป่วน ผสมในชั้นพื้นผิวของมหาสมุทรมีแรงในรอบและความจริงที่ว่าคลื่นพื้นผิวที่สามารถสั่นคลอนเกลียวเอก . เอกแบบนอกจากนี้ยังพบในบรรยากาศ พื้นผิว ในซีกโลกเหนือลมมักจะพัดไปทางซ้ายของ winds aloft .