Экмановская спираль

Экмановская спираль — это структура течений или ветров около горизонтальной границы, в которой направление течения постепенно поворачивает с удалением от границы. Она названа по имени шведского океанолога Вагна Экмана. Отклонение поверхностного течения в океане от направления ветра впервые было замечено норвежским океанологом Фритьофом Нансеном во время его экспедиции на Фраме.

Эффект Экмановской спирали.
1 - Ветер
2 - Трение
3 - Результирующее направление течения
4 - Сила Кориолиса

Эффект является следствием действия силы Кориолиса, которая заставляет движущиеся объекты поворачивать вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Таким образом, когда ветер дует над поверхностью океана в Северном полушарии, поверхностные течения отклоняются вправо от направления ветра. Поверхностный слой воды за счёт вязкости приводит в движение нижележащий слой, который тоже отклоняется вправо и так далее. С увеличением поворота течение постепенно становится слабее.

Классическая экмановская спираль наблюдалась под морским льдом, но не встречается в открытом океане. Это обусловлено тем, что турбулентное перемешивание в поверхностном слое океана обладает сильным дневным циклом, а также тем, что поверхностные волны могут дестабилизировать экмановскую спираль. Тем не менее экмановская спираль наблюдается в атмосфере.

Литература

• AMS Glossary, математическое описание Экмановской спирали
• A. Gnanadesikan and R.A. Weller, 1995 · «Structure and instability of the Ekman spiral in the presence of surface gravity waves» · Journal of Physical Oceanography  25(12), pp. 3148-3171.
• J.F. Price, R.A. Weller and R. Pinkel, 1986 · «Diurnal cycling: Observations and models of the upper ocean response to diurnal heating, cooling and wind mixing» · Journal of Geophysical Research  91, pp. 8411-8427.
• J.G. Richman, R. deSzoeke and R.E. Davis, 1987 · «Measurements of near-surface shear in the ocean» · Journal of Geophysical Research  92, pp. 2851-2858.