Herhangi bir akış teorisi, hız vektörünün bileşenleri için hidrodinamik denklem sistemlerine dayanır ve her özel durumda probleme uygun olarak basitleştirilir. W. Ekman hız vektörünün bileşenleri için iki denklem kullandı sen Ve v- eksen üzerindeki akış projeksiyonları X Ve en, yalnızca birbirini dengeleyen iki kuvveti dikkate alır: Rüzgarın yüzeyde neden olduğu sürtünme kuvveti ve Coriolis kuvveti.
Sorun, Fram'da (1893 - 1896) bir keşif gezisi sırasında buzun rüzgardan sağa doğru saptığını fark eden, bunu Coriolis kuvvetinin etkisiyle açıklayan ve kontrol etmesini isteyen F. Nansen tarafından ortaya atıldı. matematiksel bir çözümle. İlk çözüm, 1902'de W. Ekman tarafından gerçekleştirildi ve en basit ve aynı zamanda genel koşullara karşılık geldi: okyanus, seviye, yoğunluk ve viskozite açısından tekdüze, sonsuz derin, geniş ve sürekli rüzgarın etkisine maruz kalıyor ( y ekseni boyunca alınır). Rüzgâr da sınırsız ve sabittir, hareket ise sabittir (sabittir). Bu koşullar altında çözüm şöyle görünüyordu:
Nerede V o - okyanus yüzeyindeki mevcut hız; µ - dinamik viskozite katsayısı; İle- suyun yoğunluğu; şaka- Dünyanın dönüşünün açısal hızı; ts- enlem, eksen z aşağıya doğru yönlendirilir.
Denklemler, yüzey akıntısının rüzgar yönünden Kuzey Yarımküre'de 45° sağa, Güney Yarımküre'de ise sola saptığını göstermektedir. Yüzeyin altında akım, üstel bir yasaya göre derinlikle birlikte mutlak değer olarak azalır ve Kuzey Yarımküre'de sağa, Güney Yarımküre'de sola doğru sapmaya devam eder. Hız vektörlerinin (zarf) uçlarından geçen uzaysal bir eğrinin okyanus yüzeyine izdüşümü, logaritmik bir spiral - bir Ekman spirali - ile ifade edilecektir (Şekil 1).
Pirinç. 1.
Ufukta, akıntı yüzeyin tersi yöndedir ve hız yüzeydekine eşittir (yaklaşık% 4), yani hız pratik olarak azalır (dalgalar sırasında aynı modeli hatırlamak gerekir). Bu ufuk denir sürtünme derinliği, Ekman tarafından aşağıdaki formül kullanılarak tanımlandı:
ve katmanın tamamı çağrılır Ekmanyan, veya sürtünme tabakası.
Dolayısıyla sürtünme derinliği yerin enlemine bağlıdır. Bu derinlik kutuptaki minimum değerden enlem sinüsünün sıfır olduğu ekvatordaki maksimuma (sonsuza) kadar değişir. Bu, teoriye göre ekvatordaki rüzgar akımının dibe kadar uzanması gerektiği anlamına gelir ki bu doğada durum böyle değildir. Rüzgar akıntısı tabakasının kalınlığı pratik olarak birkaç on metre ile sınırlıdır.
Farklı ufuklardaki akıntıların farklı yönlere sahip olması durumunda, tüm katmanın suyunun nereye aktarıldığını belirlemek kalır. Cevap, mevcut hızın dikey bileşenlerinin integrali alınarak bulunabilir. Ekman'a göre rüzgar akımında suyun transferinin rüzgar boyunca değil, apsis x ekseni boyunca ona dik olarak gerçekleştiği ortaya çıktı. Teori sürtünme kuvveti (ordinat ekseni boyunca pozitif yönde yönlendirilir) ile Coriolis kuvveti arasındaki denge varsayımına dayandığından bunu anlamak kolaydır. Bu, ikincisinin ordinat ekseni boyunca negatif değerlere doğru yönlendirilmesi gerektiği ve bunun için kütle aktarımının apsis ekseni boyunca pozitif yönde (Kuzey Yarımküre için sağa) yönlendirilmesi gerektiği anlamına gelir.
Ekman'ın teorisi aynı zamanda rüzgar hızları arasındaki ilişki için bir formül elde etmemizi sağlar. W ve yüzey akımları V 0:
Formül (3)'te rüzgar hızında orantı katsayısı W(0,0127) denir rüzgar katsayısı.
Daha sonra Ekman (1905) teorisini sonlu derinliğe sahip bir denize uyguladı. Çözümün ana argümana bağlı olduğu ortaya çıktı - yerin derinliğinin sürtünme derinliğine oranı. Rüzgar akımının hızı, akımın rüzgardan sapma açısı ve akım vektörlerini saran eğrinin şekli buna bağlıdır. Akışın yüzeydeki sapma açısı 21,5° olduğunda, açı 5°'den küçük olduğunda yüzeyden derinlere doğru yön çok az değişir ve akışın yönü katman boyunca aynı olur. Alttaki hız değeri sıfır olur.
Kıyıya yakın yerlerde rüzgar akıntısının yapısı daha karmaşık hale gelir. İdeal durumda, kıyı, derinliği 2'den fazla olan dikey bir duvar olduğunda D ve alt kısım bu duvara dik olarak yaklaştığında üç katmanlı bir akım sistemi oluşur. Üst katman derinliği D Ekman spiralinin normal gelişmiş bir yapısı vardır; altında kıyı boyunca yönlendirilmiş dikey olarak sabit bir akış hızına sahip bir katman bulunur - bu gradyan akışı. Alttan yukarıya doğru D mesafesinde (alt sürtünme tabakası) yer alan bir katmanda akış hızı azalır ve aynı spiral boyunca ara katmanın hız değerinden en altta sıfıra doğru yön değiştirir. Böyle bir kıyı akıntısı yapısının diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. Bu, ortaya çıkan su akışının kıyıdan uzağa yönlendirilmesi durumunda, bir dalga rüzgarı sırasında suyun kıyı dolaşımını göstermektedir. Rüzgar, sahil sol tarafta kalacak şekilde yönlendirilir (şema Kuzey Yarımküre için verilmiştir). Ters rüzgarda, dalgalanma durumunda da benzer bir model elde edilir ve kıyıya dik bir rüzgar, ne bir dalgalanma ne de bir dalgalanma yaratmayacaktır. Bu nötr bir rüzgardır. Bu şema saf haliyle ortaya çıkmaz, ancak derin kıyıların yakınında (örneğin, Karadeniz'in Kafkasya ve Kırım kıyılarının yakınında) yükselmeye neden olan bir dalgalanma durumunda benzer bir durum gözlemlenebilir (bkz. 10.5.2). .
Pirinç. 2. Bölümdeki derin kıyıya yakın akıntının yapısının şeması ( A) ve planlayın ( B) (Ekman'a göre)
En büyük dalgalanma etkisinin kıyı şeridine dik yönde rüzgarlar tarafından oluşturulduğu sığ kıyılarda (örneğin Finlandiya Körfezi ve Taganrog'da) ve kıyı şeridine paralel yönü nötr olacaktır.
Ekman'ın teorisine dayanarak rüzgar akımları üzerine araştırmalar gelişmiş ve gelişmeye devam etmektedir. Örneğin rüzgar akımı teorileri geliştirilmiştir. sığ denizçeşitli formlar. Dünya Okyanusu'ndaki su akıntıları modelinin oluşumunda rüzgar seviyesi değişikliklerinin rolü belirlendi. Düzensiz rüzgarın etkisi altında, su yüzeyinde ilk başta yoğunluk alanını çok az değiştiren eğimlerin ortaya çıktığı ortaya çıktı. Rüzgarın uzun süre esmesi durumunda yoğunluk alanı yeniden düzenlenir. Üst katmanlardaki daha az yoğun su, Coriolis kuvveti ve rüzgar dalgasının etkisi altında yüksek bir seviyeye (Kuzey Yarımküre'de akıntının sağ tarafı) doğru akar ve derinlikteki daha yoğun su daha düşük bir seviyeye ve basınca doğru akar ( akımın sol tarafı).
RÜZGAR AKIMI - özellikle Dünya Okyanusunun rüzgar rejiminin oldukça istikrarlı olduğu kısımlarında, örneğin güney yarımkürenin orta enlemlerinde, su yüzeyinde rüzgarın neden olduğu bir okyanus akıntısı.
Rüzgar sözlüğü. - Leningrad: Gidrometeoizdat. L.Z. Bok. 1983.
Diğer sözlüklerde “RÜZGAR AKIMI”nın ne olduğuna bakın:
rüzgar akımı- sürüklenme akımı Enerjinin rüzgardan yüzey okyanus sularına aktarılması sonucu oluşan bir yüzey akıntısı. Bazen Ekman sürüklenmesi veya rüzgar sürüklenmesi olarak da adlandırılan yüzey sularının gerçek tepkisi kısa ömürlüdür... ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
rüzgar akımı- Rüzgarın suyun yüzey tabakasına uyguladığı basınç nedeniyle oluşan deniz akıntısı. Sen.: dalga akımı... Coğrafya Sözlüğü
Ön cam- 1959 model Edsel Corsair'in panoramik ön camı. Ön cam veya ön cam, bir arabanın (veya başka bir aracın) kabininin önüne monte edilen şeffaf bir kalkandır. araç) sürücüyü ve yolcuları karşıdan gelen tehlikelerden korumak için... ... Vikipedi
dalga akımı- Rüzgarın suyun yüzey tabakasına uyguladığı basınç nedeniyle oluşan deniz akıntısı. Sin.: rüzgar akımı... Coğrafya Sözlüğü
muson akıntısı- Musonların neden olduğu mevsimsel yön değişiklikleriyle okyanuslarda ve denizlerde yüzey (yaklaşık 200 m derinliğe kadar) rüzgar akıntısı... Coğrafya Sözlüğü
65° G'nin güneyinde rüzgar (sürüklenme) okyanus akıntısı. sh., hakim doğu rüzgarlarının etkisi altında ortaya çıkıyor. P. a.'nın genişliği yaklaşık 250 mil. Antarktika'yı neredeyse sürekli bir halka halinde kaplıyor... Rüzgar sözlüğü
GÖL- karayla çevrili bir su kütlesi. Göllerin boyutları, Hazar Denizi ve Kuzey Amerika'nın Büyük Gölleri gibi çok büyük göllerden, birkaç yüz metrekare veya daha küçük boyutlardaki küçük su kütlelerine kadar değişir. İçlerindeki su taze olabilir... ... Collier Ansiklopedisi
göl- Dünya yüzeyindeki bir çöküntüde bulunan doğal bir su kütlesi (göl havzası). Göller ATM ile besleniyor. yağış, yüzey ve yer altı akışı. Göller su dengelerine göre akan göller (içlerinden nehir veya nehirler akanlar) ve drenaj gölleri (olmayanlar) olmak üzere ikiye ayrılırlar. Coğrafi ansiklopedi
deniz akıntıları- Rüzgarın neden olduğu Dünya Okyanusu sularının öteleme hareketleri ve aynı ufuklardaki basınç farkı. Akıntılar, su hareketinin ana türüdür ve sıcaklığın, tuzluluğun ve... ... dağılımı üzerinde büyük etkiye sahiptir. Denizcilik ansiklopedik referans kitabı
alt karşı akım- Suyun alt katmanlarındaki akıntı, yüzeydeki rüzgar akıntısını telafi ediyor... Coğrafya Sözlüğü
Rüzgar akımları Rüzgarın su yüzeyindeki etkisinden kaynaklanan okyanus ve deniz yüzey sularının akıntıları. Rüzgar akışının gelişimi, sürtünme kuvvetlerinin, türbülanslı viskozitenin, basınç gradyanının, Dünya'nın dönüşünün saptırma kuvvetinin vb. birleşik etkisi altında meydana gelir. Bu akımların rüzgar bileşeni, basınç gradyanını hesaba katmadan sürüklenme akımı olarak adlandırılır. Yönü sabit olan rüzgar koşulları altında, Kuzey ve Güney Ticaret Rüzgârları, Batı Rüzgârları akıntısı vb. gibi güçlü rüzgâr akışı akımları gelişir. Rüzgar akışı teorisi, İsveçli V. Ekman tarafından geliştirilmiştir. Rus bilim adamları V. B. Shtokman ve N. S. Lineikin, Amerikalı G. Stoml.
Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978 .
- Rüzgar erozyonu
- Rüzgar türbini
Diğer sözlüklerde “Rüzgar akımları”nın ne olduğuna bakın:
SÜRÜKLENME AKIMLARI- Kalıcı, uzun süreli rüzgarların neden olduğu okyanustaki rüzgar akımları. Mevsimsel özelliklerde (Körfez Akıntısı, Kuroshio, alize rüzgarlarının sürüklenme akıntıları, vb.) gözle görülür bir farkla yıllık özelliklerin sabitliği ile ayırt edilirler. Ekolojik ansiklopedik... ... Ekolojik sözlük
deniz akıntıları- Rüzgarın neden olduğu Dünya Okyanusu sularının öteleme hareketleri ve aynı ufuklardaki basınç farkı. Akıntılar, su hareketinin ana türüdür ve sıcaklığın, tuzluluğun ve... ... dağılımı üzerinde büyük etkiye sahiptir. Denizcilik ansiklopedik referans kitabı
Dünya okyanus akıntıları- Dünya Okyanusunun genel su döngüsünün bir parçası olan okyanuslardaki ve denizlerdeki su kütlelerinin ileri hareketleri. Bunlar, su ile hava arasındaki sürtünme kuvveti, suda ortaya çıkan basınç değişimleri ve Ay ile Güneş'in gelgit kuvvetlerinden kaynaklanır. Açık... ... Deniz Sözlüğü
Sürüklenen akıntılar- Rüzgarın etkisiyle rezervuarlardaki akıntılar. Rüzgar Akıntılarını Görün...
SÜRÜKLENME AKIMLARI- Rüzgarın etkisi altında su yüzeyinde ortaya çıkan geçici, periyodik veya kalıcı rüzgar akımları. Kuzey yarımkürede rüzgâr yönünden sağa doğru 30-45° açıyla saparlar. Sığ su havzalarında açı çok daha küçüktür ve ... ... Rüzgar Sözlüğü
Deniz akıntıları- ... Vikipedi
okyanus akıntıları
okyanus akıntıları- Dünya okyanus akıntıları haritası 1943 Deniz akıntıları, dünya okyanuslarının ve denizlerinin kalınlığında sabit veya periyodik akışlardır. Sürekli, periyodik ve düzensiz akışlar vardır; yüzey ve su altı, sıcak ve soğuk akıntılar. ... ... Vikipedi'de
deniz akıntıları- (okyanus akıntıları), denizlerde ve okyanuslarda su kütlelerinin çeşitli kuvvetlerin neden olduğu öteleme hareketleri (su ve hava arasındaki sürtünme etkisi, suda oluşan basınç gradyanları, Ay ve Güneş'in gelgit kuvvetleri). Üzerinde… … ansiklopedik sözlük
Yoğunluk akımları- eşit olmayan yoğunluk dağılımının neden olduğu, yatay basınç gradyanlarının tetiklediği denizlerde ve okyanuslarda meydana gelen gradyan akıntıları, akıntılar deniz suyu. Rüzgar akımları ile birlikte (bkz. Rüzgar akımları) sabit P.... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi
Rüzgar akıntıları, rezervuarın rüzgar altı tarafından suyun akmasına ve rüzgar üstü taraftan bir dalgalanmaya neden olur. Ortaya çıkan, rüzgarın tersi yönde yönlendirilen yatay basınç gradyanı, derin dengeleme akımlarından birine neden olur. [...]
Rezervuarlardaki, akan göllerdeki, koylardaki ve haliçlerdeki rüzgar akımları neredeyse her zaman katabatik veya seiche akıntılarıyla etkileşime girer. Aynı zamanda yüzeysel akış veya seiche akıntılarının hızının dikey dağılımını değiştirirler ve hatta bazı durumlarda herhangi bir alanda, hatta rezervuarın tamamında benzersiz su sirkülasyon sistemleri bile oluştururlar.[...]
Rüzgar akımı ortalama 0,4 rezervuar derinliği (H) derinliğe sahip yüzey katmanlarında gözlenir; rüzgarla aynı yöne sahiptir ve hızı yüzeyde r0'dan 0,4 N derinlikte sıfıra kadar değişir. Aşağıda rüzgarın tersi yöne sahip bir telafi edici akış katmanı bulunur. . Atık suyun kıyıya yakın bir yere bırakılması sırasında (ki bu genellikle gerçekleşir), rezervuarda kıyı boyunca, en yakın su alma yönünde rüzgar ile en kötü koşullar yaratılır5 Bu durum daha ayrıntılı olarak ele alınır. [...]
Sürtünme kuvvetlerinin katılımıyla ortaya çıkan akımlar, geçici ve kısa süreli rüzgarların neden olduğu rüzgar akımları ve uzun süre etkili olan yerleşik rüzgarların neden olduğu sürüklenme akımlarıdır. Rüzgar akıntıları seviyeli bir eğim oluşturmaz, ancak sürüklenme akıntıları seviyeli bir eğime ve basınç gradyanının ortaya çıkmasına neden olur, bu da kıyı bölgelerinde derin gradyanlı bir akıntının oluşmasını belirler. [...]
RÜZGAR AKIMI - rüzgarın etkisi altında suyun hareketi.[...]
İlkbahar gelgitleriyle aynı zamana denk gelen yoğun fırtınalar sırasında, akıntılar fırtına dalgası ve/veya rüzgar akıntıları nedeniyle yoğunlaştığından maksimum oranda tortu taşınımı meydana gelir (Şekil 9.50, B). Proksimal bölgelerde erozyon sığ kanallar, düz erozyon yüzeyleri ve artık çakıl birikintileri oluşturur. Mansap bölgelerinde, distalde daha ince fırtına kumu katmanlarının birikmesiyle hilal şeklinde kumulların oluşması da dahil olmak üzere yatak formlarının hızlı göçü meydana gelir. Ortaya çıkan tortul örtünün korunma şansı daha yüksektir.[...]
Rüzgar akıntılarına ek olarak iki ek olay da iç su kütlelerinin hidrodinamik tablosunda önemli bir rol oynayabilir. Rüzgarın etkisi altında izobarik yüzeyler eğimli hale gelir ve bu da termoklinin eğim açısında ve yüzey seviyesinde bir değişikliğe neden olur. Rüzgarın kesilmesiyle rezervuarda seiches olarak bilinen uzun süreli salınımlar ortaya çıkar (Şekil 4.17).[...]
Rüzgar akımları belirli bir bölgedeki rüzgar rejimine bağlı olduğundan, Avrupa kısmı için yukarıdaki parametreler kabul edilir. Meteoroloji istasyonlarına göre SSCB ve rüzgar hızında yaklaşık% 20'lik bir artış hesaba katılıyor. Tüm hesaplamalar ortalama rüzgar hızı 5,5 m/sn olan rüzgar akımları için yapılmıştır. Böylece yukarıda belirtilen parametrelerle özel bir durum için formül 10.21 elde edildi.[...]
Hazar Denizi'nin Bakü yakınlarında üst ve alt katmanlarında rüzgar akıntılarının hızı, rüzgar hızının %2,0-2,5'i kadar olarak belirleniyor. Diğer deniz kıyılarında bu değer %3-5'e ulaşmaktadır.[...]
Yukarıda belirtildiği gibi, tasarımı rüzgarın etkisi altında yatay bir düzlemde su sirkülasyonunun oluşumunu önceden belirleyen bir tesiste tek yönlü rüzgar akımları incelenmiştir.[...]
Tek yönlü bir rüzgar akışında, H/k oranındaki değişiklikle OG'nin dikey dağılımında bir değişiklik açıkça tespit edildi. H/k 1.0'da sn değerleri, en büyük olduğu su yüzeyinden (0.2... 0.4)R ufkuna kadar azalmış ve daha sonra çok düzgün bir şekilde azalmış veya tabana kadar neredeyse hiç değişmemiştir. (bkz. Şekil 3.7). H/k 1.0'daki değerler yüzeyden ufka (0.5... 0.8)R'ye doğru düzgün bir şekilde azaldı ve ardından tabana doğru düzgün bir şekilde arttı, böylece yüzeyde ve altta yakın oldukları ortaya çıktı ve hatta eşittir. N/c'nin 0,4-0,6'ya daha da düşmesi, st'nin dikey dağılımının aynı seviyeye gelmesine yol açtı.[...]
Doğal koşullar altında ve laboratuvar kurulumlarında akımların incelenmesinden elde edilen materyaller, rüzgar akımının katabatik akım üzerindeki etkisinin derecesinin arttığını, diğer şeylerin eşit olduğunu, rüzgar hızının artmasıyla ve katabatik hızının azalmasıyla birlikte arttığını göstermektedir. veya seiche akımı.[...]
Doğal koşullar altında rüzgar akımları sıklıkla sismik, akış veya artık akımlardan etkilenir. Bu bağlamda, ölçüm verilerinden, farklı ufuklarda zaman içinde hızda düzgün bir dikey değişim ve sabit bir akış yönü gösteren diyagramlar elde etmek nadiren mümkündür. Yalnızca bireysel dikeylerdeki akımların uzun süre ölçüldüğü ve bu ölçümlere rüzgar, su seviyesi ve dalgaların kaydedildiği durumlarda, birçok diyagramdan yarı sabit rüzgar akımlarının koşullarını karşılayanları seçmek mümkündür. Bu tür ölçümler Devlet Hidroloji Enstitüsü'nün keşif grupları tarafından Kairakkum, Kakhovsky ve Kremenchug rezervuarları ve birkaç küçük göl üzerinde gerçekleştirildi. Bu ölçümlerden elde edilen çeşitli diyagramlar Şekil 1'de gösterilmektedir. 4.16. Bu diyagramların çoğunda en büyük dikey hız gradyanları yüzey ve alt katmanlarla, en küçüğü ise akışın orta kısmıyla sınırlıdır.[...]
Çok yönlü bir rüzgar akışında, dikey veya eğimli dönme eksenine sahip girdap oluşumları, tek yönlü bir rüzgar akışına göre daha sık ortaya çıkar. Daha net bir şekilde ifade edilirler ve telafi edici akışın etki alanında daha sık görülürler. Dikey dönme eksenine sahip girdap oluşumlarının en büyüğü, dengeleme akımının etki bölgesinin tüm kalınlığına nüfuz eder (Şekil 2.5) ve hatta kısmen sürüklenme akımının etki bölgesine nüfuz eder.[...]
Rüzgar akımının tam gelişimi için, dalgaların aksine, rezervuarın tüm su kütlesinin rüzgar enerjisi ve enerji kayıplarına göre hareket etmeye başlaması gerekir: su sütunundaki sürtünme. Dolayısıyla aynı hız, rüzgâr ve diğer eşit koşullarda, rüzgâr akıntısının gelişme süresi, içinde bulunulan rezervuarda daha uzun olacaktır. daha fazla derinlik ve bu rezervuarlardaki dalgaların yükselme süresi yaklaşık olarak aynı olacaktır. Bu durum bir örnekle doğrulanabilir. Örneğin bir gölde rüzgar akımlarının gelişme süresi. Yukarıda belirtilen hesaplamalara göre rüzgar hızı 10,5 m/s olan Baykal (Yasr = 730 m) 60-110 saat olup, orta kısım için dalga gelişme süresi yapılan çalışmaya göre yaklaşık 18 saattir. [...]
Gelgit akıntıları çift yönlü, doğrusal veya dairesel olmasına rağmen, 1) gelgit ve akış akıntılarının genellikle maksimum güç ve süre açısından eşit olmaması nedeniyle ağırlıklı olarak tek yönlü tortu taşınmasını gerçekleştirirler (Şekil 7.39, e); 2) gel-git akımları birbirini dışlayan taşıma yollarını izleyebilir; 3) dairesel gelgitle bağlantılı geciktirici etki, çökelti tedarikini geciktirir; 4) tek yönlü bir gelgit akıntısı, diğer akıntılar, örneğin sürüklenen bir rüzgar akıntısı tarafından güçlendirilebilir. Bu süreçlerin etkileşimi, hidrodinamik rejimi taban yüzeyinin şekilleri ve tortu yönleriyle kısmi dengede olan, dünyada en çok incelenen denizler, yani Kuzey-Batı Avrupa denizleri örneğiyle iyi bir şekilde gösterilmiştir. Ulaşım.[...]
Sarkisyan A. S. Okyanustaki durağan rüzgar akımlarının hesaplanması // İzv. SSCB Bilimler Akademisi.[...]
Rüzgar akımlarının dikey yapısını incelerken, en büyük hareket enerjisine sahip oldukları ve örneğin suyun dikey karışması gibi süreçleri belirledikleri için en büyük girdap oluşumlarına en büyük dikkat gösterilmelidir.[...]
Rüzgar akımlarının dikkate alınan girdap yapıları türleri, tipik olmalarına rağmen, belirtilen rüzgar ve dalga koşulları için bile parçacık hareket süreçlerinin olası tüm çeşitliliğini tüketmez.[...]
Bilindiği gibi (bkz. § 73), derinlik arttıkça akıntının hızı azalır ve yönü değişir. Belirli bir derinlikte akıntı, yüzey yönüne zıt bir yöne sahip olabilir. Akış yönünün tersine çevrilmesi her zaman jeostrofik etkinin sonucu değildir. Sınırlı büyüklükteki rezervuarlarda bu genellikle telafi edici bir akımın oluşmasının sonucudur. Kıyıya yakın yerlerde rüzgar akıntıları sürüklenme veya dalgalanma olaylarına neden olur. Rüzgâra karşı yönlendirilen su yüzeyinde ek bir eğim belirir. Sonuç olarak, yerçekiminin etkisi altında, göldeki su dengesinin korunmasına yardımcı olan derin bir ters akım (telafi edici akım) gelişir. Bu şekilde karışık bir akış oluşur.[...]
Yarı kararlı tek yönlü rüzgar akımları için, büyük girdap oluşumlarının varoluş süresinin yukarıdaki ortalama değerlere yakın olduğu ortaya çıktı, ancak bu bilgi, açıkça tanımlanmış artan ve net bir şekilde tanımlanmış çekim karelerinin sayısı sayılarak elde edildiğinden kabaca yaklaşıktır. parçacıkların azalan yörüngeleri. [...]
Yoğunluk alanındaki değişiklikler dikkate alınarak rüzgar alanı, yüzey ve derin akıntılardan akış alanının hesaplanmasında bazı ilerlemeler kaydedilmiştir. Ancak gerçek parametrelere (örneğin viskozite katsayısı) ilişkin yetersiz bilgi, rüzgar akımları sorununun çözülmüş sayılmasına izin vermez. Bu nedenle, akış alanının teorik hesaplamalarının yanı sıra, uygulanan problemlerin çözümünde yakın zamana kadar yarı ampirik yöntemler yaygın olarak kullanılmıştır.[...]
Dar koylarda, rezervuar ile körfez arasında seviye farklılıkları olduğunda ortaya çıkan ve ağırlıklı olarak körfezin uzunlamasına ekseni boyunca etki eden seiche ve gradyan akıntıları baskındır. Bu tür koşullarda rüzgar akımlarının rolü, özellikle yüksek yatışların olduğu durumlarda önemsizdir.[...]
Kıyı sığ su bölgelerinde rüzgar akıntılarının yüzey hızındaki değişiklikler hakkında oldukça fazla bilgi Devlet Hidroloji Enstitüsü'nde esas olarak havadan yapılan ölçümlerden elde edildi ve dikeylerde ortalama hızdaki değişikliklere ilişkin bilgiler teknelerden derin şamandıralar tarafından yapılan ölçümlerden elde edildi. . Önceki analiz, çoğu ölçümün, bölgenin genişliği boyunca rüzgar akımlarının hızında önemsiz bir değişiklik olduğunu gösterdiğini gösterdi. Ancak daha önce elde edilen ve yeni akım ölçüm verilerinin farklılaştırılmış bir incelemesi ile kıyı sığ su bölgesinin genişliği boyunca hız değişimlerindeki eğilimlerdeki farklılıkları tespit etmek mümkün olmuştur. farklı güzergahlar kıyı şeridine göre rüzgar.[...]
Yukarıda, su kolonunda derinlikte tek yönlü bir rüzgar akımının gelişiminin son aşamalarında, akışın tüm kalınlığını kaplayabilen eliptik girdapların oluştuğu ve uzunlamasına yönde derinliği aştıkları gösterilmiştir. 8-10 kez. Bu en büyük yapısal oluşumların yanı sıra, akışta, büyük girdapların içindeki ve konturları boyunca boşluğu dolduran yatay eksenli daha küçük girdaplar ve ayrıca dikey veya eğimli dönme eksenlerine sahip farklı boyutlarda girdaplar oluşur. Çoğunlukla aynı yapısal özellikler, tek yönlü rüzgar akımlarında ve süreç gelişiminin yarı kararlı aşamasında hakimdir.[...]
Rezervuarla serbestçe iletişim kuran geniş açık koylarda, su kütlelerinin taşınma süreçleri genellikle rüzgar akımları tarafından belirlenir. Rezervuarın rüzgar, dalga ve rüzgar akıntılarının etkisi altında bu tür koylarda çok benzersiz su makrosirkülasyon sistemleri oluşur.[...]
Kriter ilişkilerinin kurulması için önerilen yöntemlerin dikkate alınmasına dayanarak, rüzgar akımlarının fiziksel modellenmesinin hem deneysel teknik hem de modelleme verilerinin doğal koşullara göre yeniden hesaplanması açısından çok emek yoğun bir görev olduğu açıktır. Ancak önceki deneyler, emek ve para maliyetlerinin çoğunlukla ortaya çıkan malzemelerin büyük değeriyle karşılandığını gösteriyor.[...]
Örnek olarak Şekil 2'de yer almaktadır. Şekil 4.3'te, kalın çizgi ortanın seyrini gösterir ve kesikli çizgi, kanalın eksenel düzlemi boyunca boyutları yaklaşık olarak toplam değere eşit olan araştırma alanındaki sürüklenme akımının alt sınırının sınırlayıcı konumunu gösterir. akışın derinliği. Girdap oluşumlarının boyutunun arttığı ve gelişen rüzgar akımının artık akım üzerine bindirildiği durumlarda sürüklenme akımının alt sınırındaki dalgalanmalar arttı.[...]
Çalışmalar, kirletici maddeler içeren atık suyun girip özel teknik cihazlar veya akımlar kullanılarak dağıtılması durumunda kimyasal bileşiklerin dönüştüğünü göstermiştir. Çözünmüş formdaki kirleticiler katı faza geçer, dip çökeltilerinde birikir veya insanlar tarafından kullanılmadığı takdirde balıklar için besin olan deniz organizmalarına girer. Bu durumda, kimyasal bileşiklerin deniz kıyısı üzerindeki etkisinin yanı sıra, rüzgar akımları köpüğü aerosol şeklinde taşıdığında atmosferin de hesaba katılması gerekir. Son faktör yeterince araştırılmamıştır, dolayısıyla etkisini değerlendirmek şu anda zordur. Atık su gibi gaz ve toz emisyonları da benzer aşamalardan geçer ve sonuçta su-hava arayüzündeki etkileşimin bir sonucu olarak ayrı ayrı bileşiklerin aktif çözünmesi meydana gelir.[...]
Bu görüşün geçerliliği üç farklı göle ait kronogramlar (Şekil 3.2) incelendiğinde görülebilir: Ladoga, Bely ve Balkhash. Kayıt döneminde ilk iki gölde nispeten sabit yönlerde rüzgar akıntıları hakimken (Şekil 3.2a, b), üçüncü gölde ise 3 ila 12 saat arasında değişen sürelerle seiche akıntıları hakim olmuştur (Şekil 3.2). Bu özelliklerin ilkinin ortalaması 176 saniye üzerinden alınmış olmasına rağmen, tüm kronogramlar akımın hızı ve yönündeki dalgalanmaları açıkça göstermektedir. Sunulan kronogramlar, doğal koşullar altında anlık hızların, Şekil 2'de gösterilenden daha geniş sınırlar içinde değiştiği sonucuna varmamızı sağlar. 3.2. Ancak doğal koşullarda, özellikle dalga salınım hareketleri bölgesinde akışın hızı ve yönünün anlık değerlerinin elde edilmesi çok zordur.[...]
Özellikle ilgi çekici olan, Şekil 2'deki genelleştirilmiş diyagramdır. 6.4 göldeki ölçümlerden elde edilen diyagramlardan oldukça farklıdır. Balkhash'ta seiche akıntılarının hakim olduğu koşullar, ancak sınırlı derinliğe sahip rezervuarlarda rüzgar akıntılarının etkisi altında yapılan ölçümlerden elde edilen diyagramlara yakındır.[...]
Bu tekniği kullanarak, çok yönlü bir rüzgar akımının derinlemesine kapsadığı bölgenin genişliğinin, örneğin tek yönlü bir rüzgar akımının rüzgar üstü kıyısına yakın bir yerde kapladığı bölgenin genişliğinden genellikle 4-6 kat daha büyük olduğunu doğrulamak kolaydır. derinlemesine. Bu koşullar altında gradyan akışın kapladığı kesit alanı, sürüklenme akışının kapladığı kesit alanından 2,0-2,5 kat daha büyük olur. Bu farklılıkların nedenleri, akımın türbülizasyon derecesindeki farklılıklardır - çok yönlü bir akımın etki alanı derinliğinde, tek yönlü bir akımın etki alanına göre önemli ölçüde daha fazladır.
Denizciler, okyanus akıntılarının varlığını neredeyse Dünya Okyanusunun sularını sürmeye başlar başlamaz öğrendiler. Doğru, halk onlara ancak okyanus sularının hareketi sayesinde pek çok harika şey başarıldığında dikkat etti. coğrafi keşiflerörneğin Christopher Columbus, Kuzey Ekvator Akıntısı sayesinde Amerika'ya yelken açtı. Bundan sonra sadece denizciler değil, bilim adamları da okyanus akıntılarını yakından takip etmeye ve onları mümkün olduğu kadar iyi ve derinlemesine incelemeye çabalamaya başladılar.
Zaten 18. yüzyılın ikinci yarısında. denizciler Gulf Stream'i oldukça iyi incelediler ve edindikleri bilgileri pratikte başarıyla uyguladılar: Amerika'dan Büyük Britanya'ya akıntıyla birlikte yürüdüler ve ters yönde belli bir mesafeyi korudular. Bu onların, kaptanları bölgeye aşina olmayan gemilerden iki hafta önde olmalarına olanak sağladı.
Okyanus veya deniz akıntıları Dünya Okyanusu'ndaki su kütlelerinin 1'den 9 km/saat'e kadar hızlardaki büyük ölçekli hareketlerine denir. Bu akarsular düzensiz bir şekilde değil, belirli bir kanal ve yönde hareket eder, bu da onlara bazen okyanus nehirleri denmesinin ana nedenidir: en büyük akıntıların genişliği birkaç yüz kilometre olabilir ve uzunluğu birkaç bine ulaşabilir.
Su akışlarının düz hareket etmediği, hafifçe yana doğru saptığı ve Coriolis kuvvetine maruz kaldığı tespit edilmiştir. Kuzey Yarımküre'de neredeyse her zaman saat yönünde hareket ederler, Güney Yarımküre'de ise tam tersi.. Aynı zamanda, tropik enlemlerde bulunan akıntılar (bunlara ekvator veya ticaret rüzgarları denir) esas olarak doğudan batıya doğru hareket eder. En güçlü akıntılar kıtaların doğu kıyılarında kaydedildi.
Su akışları kendi başlarına dolaşmaz, ancak yeterli sayıda faktör tarafından harekete geçirilir - rüzgar, gezegenin kendi ekseni etrafında dönmesi, Dünya ve Ay'ın çekim alanları, alt topoğrafya, ana hatları. kıtalar ve adalar, suyun sıcaklık göstergelerindeki farklılık, yoğunluğu, okyanusun farklı yerlerindeki derinliği ve hatta fiziksel ve kimyasal bileşimi.
Tüm su akış türlerinden en belirgin olanı, derinliği genellikle birkaç yüz metre olan Dünya Okyanusunun yüzey akıntılarıdır. Oluşumları tropik enlemlerde batı-doğu yönünde sürekli hareket eden ticaret rüzgarlarından etkilenmiştir. Bu ticaret rüzgarları, ekvatora yakın Kuzey ve Güney Ekvator Akıntılarının büyük akışlarını oluşturur. Bu akışların daha küçük bir kısmı doğuya dönerek bir karşı akım oluşturur (suyun hareketi, hava kütlelerinin hareketinin tersi yönde meydana geldiğinde). Çoğu kıtalara ve adalara çarptığında kuzeye veya güneye dönüyor.
Sıcak ve soğuk su akıntıları
"Soğuk" veya "sıcak" akım kavramlarının koşullu tanımlar olduğu dikkate alınmalıdır. Yani, burun boyunca akan Benguela Akıntısı'nın su akışlarının sıcaklık göstergelerinin olmasına rağmen İyi dilek 20°C ise soğuk kabul edilir. Ancak Gulf Stream'in kollarından biri olan ve sıcaklıkları 4 ila 6 ° C arasında değişen North Cape Akıntısı sıcaktır.
Bunun nedeni, soğuk, sıcak ve nötr akıntıların adlarını, su sıcaklığının çevredeki okyanusun sıcaklığıyla karşılaştırılmasına dayanmasıdır:
- Su akışının sıcaklık göstergeleri çevredeki suların sıcaklığıyla örtüşüyorsa böyle bir akışa nötr denir;
- Akıntıların sıcaklığı çevredeki sudan düşükse bunlara soğuk denir. Genellikle yüksek enlemlerden alçak enlemlere (örneğin Labrador Akıntısı) veya yüksek nehir akışları nedeniyle okyanus suyunun yüzey sularının tuzluluğunun azaldığı bölgelerden akarlar;
- Akıntıların sıcaklığı çevredeki sudan daha sıcaksa, bunlara sıcak denir. Körfez Akıntısı gibi tropik bölgelerden kutup altı enlemlere doğru hareket ederler.
Ana su akışları
Şu anda, bilim adamları Pasifik'te yaklaşık on beş, Atlantik'te on dört, Hint'te yedi ve Arktik Okyanusu'nda dört büyük okyanus suyu akışı kaydetti.
Arktik Okyanusu'ndaki tüm akıntıların aynı hızda hareket etmesi ilginçtir - 50 cm/sn; bunlardan üçü, yani Batı Grönland, Batı Spitsbergen ve Norveç sıcaktır ve yalnızca Doğu Grönland soğuk akıntıdır.
Ancak Hint Okyanusu'ndaki neredeyse tüm okyanus akıntıları sıcak veya nötrdür; Muson, Somali, Batı Avustralya ve Cape Agulhas akıntısı (soğuk) saniyede 70 cm hızla hareket eder, geri kalanların hızı 25 ila 75 cm arasında değişir. /sn. Bu okyanusun su akışları ilginçtir, çünkü yılda iki kez yön değiştiren mevsimsel muson rüzgarlarıyla birlikte okyanus nehirleri de yönlerini değiştirir: kışın çoğunlukla batıya, yazın doğuya doğru akarlar (bir yalnızca Hint Okyanusu'na özgü bir fenomen).
Atlantik Okyanusu kuzeyden güneye uzandığı için akıntılarının da meridyen yönü vardır. Kuzeyde bulunan su akışları saat yönünde, güneyde saat yönünün tersine hareket eder.
Atlantik Okyanusu'nun akışının çarpıcı bir örneği, Karayip Denizi'nden başlayarak sıcak suları kuzeye taşıyan ve yol boyunca birkaç yan akıntıya ayrılan Körfez Akıntısıdır. Gulf Stream'in suları Barents Denizi'nde bulduğunda Arktik Okyanusu'na girer, burada soğur ve soğuk Grönland Akıntısı şeklinde güneye döner, ardından bir aşamada batıya sapar ve tekrar Körfez'e katılır. Akarsu bir kısır döngü oluşturuyor.
Pasifik Okyanusu'nun akıntıları çoğunlukla enlemseldir ve iki büyük daire oluşturur: kuzey ve güney. Pasifik Okyanusu son derece büyük olduğundan, su akışlarının gezegenimizin büyük bir kısmı üzerinde önemli bir etkiye sahip olması şaşırtıcı değildir.
Örneğin, alize rüzgarları su akıntıları, sıcak suları batı tropikal kıyılardan doğu kıyılarına taşır, bu nedenle tropik bölgede Pasifik Okyanusu'nun batı kısmı karşı tarafa göre çok daha sıcaktır. Ancak Pasifik Okyanusu'nun ılıman enlemlerinde tam tersine doğuda sıcaklık daha yüksektir.
Derin Akıntılar
Bilim adamları uzun bir süre derin olduğuna inanıyorlardı. okyanus suları neredeyse hareketsiz. Ancak çok geçmeden özel su altı araçları büyük derinliklerde hem yavaş hem de hızlı akan su akıntılarını keşfetti.
Örneğin, Pasifik Okyanusu'nun yaklaşık yüz metre derinlikteki Ekvator Akıntısı altında, bilim adamları günde 112 km hızla doğuya doğru hareket eden su altı Cromwell Akıntısını tespit ettiler.
Sovyet bilim adamları benzer bir su akışı hareketi buldular, ancak Atlantik Okyanusu'nda: Lomonosov Akıntısının genişliği yaklaşık 322 km'dir ve günde 90 km'lik maksimum hız yaklaşık yüz metre derinlikte kaydedilmiştir. Bundan sonra başka bir su altı akışı keşfedildi. Hint Okyanusu ancak hızının çok daha düşük olduğu ortaya çıktı - yaklaşık 45 km/gün.
Okyanusta bu akıntıların keşfi yeni teorilere ve gizemlere yol açtı; bunlardan en önemlisi neden ortaya çıktıkları, nasıl oluştukları ve okyanusun tüm alanının akıntılarla mı kaplandığı yoksa orada mı olduğu sorusudur. suyun durgun olduğu noktadır.
Okyanusun gezegenin yaşamı üzerindeki etkisi
Su akışlarının hareketi gezegenin iklimini, hava durumunu ve deniz organizmalarını doğrudan etkilediğinden, okyanus akıntılarının gezegenimizin yaşamındaki rolü fazla tahmin edilemez. Birçoğu okyanusu güneş enerjisiyle çalışan devasa bir ısı motoruna benzetiyor. Bu makine, okyanusun yüzeyi ve derin katmanları arasında sürekli bir su değişimi yaratarak ona suda çözünmüş oksijen sağlar ve deniz sakinlerinin yaşamını etkiler.
Bu süreç örneğin Peru Akıntısı dikkate alınarak izlenebilir. Pasifik Okyanusu. Fosfor ve nitrojeni yukarıya kaldıran derin suların yükselmesi sayesinde hayvan ve bitki planktonları okyanus yüzeyinde başarılı bir şekilde gelişerek bir besin zincirinin düzenlenmesini sağlar. Planktonlar küçük balıklar tarafından yenir ve bunlar da daha büyük balıklara, kuşlara ve deniz memelilerine av olur; bu tür yiyecek bolluğu verildiğinde buraya yerleşerek bölgeyi Dünya Okyanusunun en yüksek verimli alanlarından biri haline getirir.
Aynı zamanda soğuk bir akıntının ısınması da olur: ortalama ortam sıcaklığı birkaç derece yükselir, bu da sıcak tropik yağmurların yere düşmesine neden olur, bu da okyanusa girdiğinde soğuk sıcaklıklara alışkın balıkları öldürür. Sonuç felakettir - çok sayıda ölü küçük balık okyanusa düşer, büyük balıklar ayrılır, balık tutma durur, kuşlar yuva yerlerini terk eder. Sonuç olarak, yerel halk balıktan mahrum kalıyor, şiddetli yağmurlar nedeniyle mahsuller yok oluyor ve gübre olarak guano (kuş pisliği) satışından kâr elde ediliyor. Önceki ekosistemi eski haline getirmek genellikle birkaç yıl sürebilir.
