艾克曼螺旋

艾克曼螺旋（英語：Ekman spiral）， 抑是講號做艾克曼螺線，是指海洋表面附近的海流因為風佮科氏力的作用造成海流方向旋轉的結構。這个結構以瑞典海洋學家沃恩 ・ 特別華費 ・ 艾克曼號名。表面海流的偏轉現象是由撨威探險家喬里喬夫 ・ 南森佇一千八百九十三到一八九六年的前進號台北極探險途中發現。

艾克曼螺旋是科氏力的產物，佇北半球科氏力會當徙動中的物體向正爿偏轉（佇南半球是向倒爿）， 因此當風持續佇北半球闊闊海面上作用的時陣，將會予表面海流和風向仝款加速度，啊若海流同時受著科氏力影響閣產生佮風向垂直的向右加速度，並且當速度增加時，會漸漸仔向正爿偏轉，因為海流方向會小可偏向風向的正爿垂直於海流方向的科氏力會有部份抵消風力，上尾仔當風力科氏力佮海面落海水恬恬達到平衡的時陣，海流欲達到終端速度，並且風存在的狀態下用平衡狀態時的速度和方向前進，伊表面的海流會拖曳下層海水，並且佇咧頭前進方向頂對下層海水閣加力量連紲向下重複的過程，最終會使各層海水的穩定流向比風向閣較偏正爿，並且閣向閣較深層的海水來作用，最終產生一个因為海流方向隨水深改變的連續性的旋轉（抑是車旋當深度增加時風力的強度共遞減）， 予最終海流的穩定速度下降，形成如圖所示的錐形三維。車旋的艾克曼螺旋的穿透深度取決佇一个排日中掣流混合能作用的深度而定。

圖顯示佇北半球和艾克曼螺旋相關的作用，譬如講按怎作用來自上方的力（上頭先是海面上方風咧施加的力）以紅色的表示，以深黃色表示的科氏力是佮上方的力呈直角，實際上是和海流方向呈直角，上尾的海流方向是以粉紅仔色表示，而且海流對下跤海水所施的力即為下層海水的頂頭力，因此海流方向就隨著深度增加呈順時針車葉。

觀測

海洋中艾克曼螺旋的頭一擺觀測紀錄是一九五八年佇北冰洋的浮冰觀測紀錄。了後的觀測紀錄包括。

• 一九七八年佇南非共和國西岸以水肺藏水觀察上升流通過海草林時的紀錄。
• 一九八空年海洋透濫層實驗。
• 一九八二年佇海尾的長期上層海洋研究。
• 一九九三年東爿界洋流實驗中觀測加利福尼亞洋流。
• 南冰洋的德雷克海峽。

有數一个觀測紀錄中的螺仔旋結構有予人「壓縮」的現象，顯示渦流黏度的預測值較實際大，這是因為一般較捷考慮隨深度造成的旋轉速度，毋是佮速度衰減相關的渦流黏度。

典型的艾克曼螺旋已經佇冰海之下予觀測著，毋過佇無浮冰的開放海域內底相關的觀測紀錄真稀罕。這是因為海洋表面層中的雄流透濫明顯受著晝暝循環影響，並且表面波會使艾克曼螺旋變無穩定。大氣層內底嘛有艾克曼螺旋的現象，佇北半球的表面風傾向佇對倒爿去。

參見

• 艾克曼輸送
• 艾克曼層
• 二改流
• 上升流

參考資料

• AMS Glossary , mathematical description
• A . Gnanadesikan and R . A . Weller , 一千九百九十五·" Structure and instability of the Ekman spiral in the presence of surface gravity waves "·_ Journal of Physical Oceanography _   二十五 ( 十二 ) , pp .   三千一百四十八–三千一百七十一 .
• J . F . Price , R . A . Weller and R . Pinkel , 一千九百八十六·" Diurnal cycling : Observations and models of the upper ocean response to diurnal heating , cooling and wind mixing "·_ Journal of Geophysical Research _   九十一矣 , pp .   八千四百十一–八千四百二十七 .
• J . G . Richman , R . deSzoeke and R . E . Davis , 一千九百八十七·" Measurements of near-surface shear in the ocean "·_ Journal of Geophysical Research _   九十二 , pp .   兩千八百五十一–兩千八百五十八 .
• Field , J . G . , C . L . Griffiths , E . A . S . Linley , P . Zoutendyk and R . Carter , 一千九百八十一 Wind-induced water movements in a Benguela kelp bed . Coastal Upwelling . F . A . Richards ( Ed . ) , Washington D . C . , American Geophysical Union : 五百空七堵五百一十三 . ISBN 空抹八七千五百九十五兩百五十二