Оглавление
- 1 Слой Экмана
- 1.1 Слой Экмана
- 1.2 Типы слоев Экмана
- 1.3 История
- 1.4 Математическая формулировка
- 1.5 Слой Экмана на океанской поверхности
- 1.6 Слой Экмана на дне океана и в атмосфере
- 1.7 Экспериментальные наблюдения
- 1.8 Наблюдения в атмосфере
- 1.9 Наблюдения в океане
- 1.10 Приборы и наблюдения
- 1.11 Выводы
- 1.12 Полный текст статьи:
- 2 Слой Экмана
Слой Экмана
-
Слой Экмана
- Слой жидкости, где существует баланс между силами градиента давления, Кориолиса и турбулентного сопротивления
- Впервые описан Вагном Уолфридом Экманом
- Встречается в атмосфере и океане
-
Типы слоев Экмана
- Первый тип: на поверхности океана, вызывается поверхностными ветрами
- Второй тип: на дне атмосферы и океана, связан с обтеканием шероховатых поверхностей
-
История
- Экман разработал теорию после наблюдений Нансена
- Бьеркнес поручил Экману изучить проблему
- Экман представил результаты в 1902 году
-
Математическая формулировка
- Включает скорости, параметр Кориолиса и диффузионную вихревую вязкость
- Учитывает гидростатическое давление
-
Слой Экмана на океанской поверхности
- Граничные условия включают поверхностное напряжение и динамическую вязкость
- Решение дает глубину слоя Экмана, зависящую от коэффициента диффузии турбулентности и широты
-
Слой Экмана на дне океана и в атмосфере
- Используются граничные условия: поверхность не скользит, скорости приближаются к геострофическим
-
Экспериментальные наблюдения
- Трудности: теория упрощена, приборы чувствительны к профилю скорости
- Лабораторные демонстрации: нижний слой Экмана виден во вращающемся резервуаре
-
Наблюдения в атмосфере
- Решение Экмана завышает горизонтальное поле ветра
- Разделение планетарного пограничного слоя дает более точные результаты
-
Наблюдения в океане
- Слой Экмана редко наблюдается, глубина около 10-20 метров
- Приборы стали доступны с 1980 года
- Первые наблюдения в Северном Ледовитом океане в 1958 году
-
Приборы и наблюдения
- Используются векторный измеритель тока и акустический доплеровский профилограф тока
- Наблюдения включают эксперименты в Саргассовом море, Калифорнийском течении, проливе Дрейка и других местах
-
Выводы
- Спирали Экмана “сжаты”, что указывает на более высокие оценки вязкости вихрей
- Вагн Вальфрид Экман: шведский океанограф (1874-1954)