ekmantransport

Ekmanstrømmen, angitt ved de røde pilene, avtar med dypet samtidig som den skifter retning, resultatet er den såkalte ekmanspiralen. Ekmantransporten utgjør strømfeltet integrert over grenselaget og er rettet til høyre for vindstresset på den nordlige halvkulen. Vindstresset er angitt ved de grå pilene.
Av .
Lisens: public domain

Ekmantransport er vanntransport som går på tvers av vindretningen i et turbulent grenselag i havet. Ekmantransporten skyldes samspillet mellom vind, turbulent friksjon i vannmassene og jordrotasjonens avbøyende virkning.

Når vinden blåser over havet, vil vindstresset sette overflatelaget i bevegelse. Denne bevegelsen i overflatelaget vil indusere en coriolisakselerasjon mot høyre på den nordlige halvkulen. Vannlaget under overflatelaget vil bli trukket med, samtidig som det blir holdt igjen av vannlaget under der igjen. Det vil bevege seg langsommere enn overflatelaget og gå til høyre for dette på grunn av corioliseffekten. Slik vil det fortsette nedover med stadig svakere ekmanstrøm som bøyes mer og mer mot høyre. Ved et visst dyp er farten til ekmanstrømmen lik null. Dette dypet kalles ekmandypet, og er bestemt av turbulensforhold og størrelsen på coriolisparameteren, slik at jo høyere breddegrad og mindre turbulens, dess mindre ekmandyp. Typiske verdier ligger fra 10 til 50 meter.

Ekmantransporten er summen av ekmanstrømmene fra overflaten og ned til ekmandypet. Retningen til ekmantransporten er 90° til høyre for retningen til vindstresset. På den sørlige halvkulen går ekmantransporten 90° til venstre.

Der hvor ekmantransporten divergerer, det vil si at det går mer vann ut enn det kommer inn horisontalt i ekmanlaget, vil havnivået senke seg, samtidig vil det suges vann opp fra dypere nivåer. Denne prosessen kalles oppvelling eller oppstrømming. I det motsatte tilfellet; der hvor ekmantransporten konvergerer, skjer det en nedstrømming (såkalt ekmanpumping), samtidig med en økning i vannstanden (se stormflo).

Rollen til ekmanstrømmene

Ekmanstrømmene er svake og vanskelige å skille ut fra det totale strømbildet i havet som er dominert av geostrofiske strømmer knyttet til horisontale trykkforskjeller. Nært land er strømbildet også dominert av tidevannet. Men i motsetning til de geostrofiske strømmene spiller ekmanstrømmene en viktig rolle for vertikalbevegelsen i havet. Langs kyster med vedvarende vinder som blåser slik at ekmantransporten er rettet fra land foregår det oppvelling. Da bringes kjøligere og næringsrike vannmasser opp til nivåer hvor det er nok lys for planteplankton. I områder med oppvelling vil det være lavere vannstand. Lavere vannstand langs kysten vil medføre en geostrofisk strøm i retningen som vinden blåser.

Divergent ekmantransport med tilhørende oppvelling forekommer også ved iskanten og i virvler skapt av lavtrykk. Ved ekvator vil passaten, som er en østavind, gi ekmantransport nordover på nordsiden og sørover på sørsiden. Divergensen fører til oppvelling i ekvatorielle havområder.

I de store gyrene knyttet til høytrykksområdene i verdenshavet foregår det nedstrømming (ekmanpumping). I disse områdene konvergerer ekmantransporten. Nedstrømmingen kan påvirke den horisontale trykk-gradienten og dermed også strømfeltet langt nede i dypet.

Ekmanlag nær havbunnen

På grunn av friksjon mot havbunnen er det også et ekmanlag ved havbunnen. Det er tynnere enn ekmanlaget ved overflaten. På den nordlige halvkule er ekmantransporten nær havbunnen rettet til venstre for den geostrofiske strømmen over grenselaget. I grunne farvann, som for eksempel i Nordsjøen, kan grenselagene ved havbunnen og havoverflaten gå over i hverandre.

Ekmanlag i atmosfæren

På samme vis som havet har et ekmanlag ved havbunnen, har atmosfæren et ekmanlag nær bakken. Det er om lag 1 km tykt, og gir seg blant annet til kjenne ved at det rister litt ekstra når man flyr lavt. I et lavtrykk er ekmantransporten i atmosfæren konvergent. Dette gir oppstigende luft, som i sin tur fører til skyer og nedbør. I et lavtrykk over havet er det dermed oppstigende bevegelse både i lufta og i havet. Samtidig som ekmantransporten er divergent i havet, og konvergent i lufta.

Bakgrunn for navnet

På polferden med Fram ble Fridtjof Nansen oppmerksom på at isfjell ikke drev med vinden, men med en tydelig vinkel til høyre for den retningen som vinden blåste. Nansen fikk en av sine studenter Vagn Walfrid Ekman til å tenke over dette fenomenet, og han framsatte en teori som han tok doktorgrad på i 1902 og som han publiserte i 1905. (Ekman, 1905).

Litteratur

Ekman, V.W., (1905): On the influence of the earth’s rotation on ocean currents. Archives of Mathematics, Astronomy and Physics, 2(11), 1-53.

Les mer i Store norske leksikon:

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg