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重温埃克曼,孟加拉湾意外发现洋流挑战百年海洋科学

 

 

现代海洋学的一个核心原理是,地球表面的洋流受到地球自转的影响,在北半球向风的右侧偏转,在南半球向风的左侧偏转。

埃克曼理论——现代海洋学的一个核心原理是,地球表面的洋流受到地球自转的影响,在北半球向风的右侧偏转,在南半球向风的左侧偏转,由瑞典海洋学家瓦格恩·埃克曼(Vagn Walfrid Ekman)于1905年提出。

埃克曼理论揭示,在北半球,风在海面上施加力,导致表面水体向风的右侧移动;在南半球则向左侧移动,这是由于地球自转产生的科氏力(Coriolis effect)。风在表层水体产生的初始运动向右偏移,由于摩擦力和科氏力的共同作用,随着深度的增加,水流速度逐渐减小并且方向进一步偏右,形成螺旋状的流动模式,称为埃克曼螺旋。

埃克曼理论在理解大洋环流和海洋动力学中具有重要作用,帮助解释了风如何影响海洋表层流动和物质传输,通过埃克曼理论,科学家们可以更好地理解海洋与大气的相互作用,对气候变化预测和环境研究提供了宝贵的理论支持。美国国家海洋和大气管理局

然而,最近一项由美国国家海洋和大气管理局主导的新研究,利用了位于孟加拉湾的长期深水表面系泊浮标的多年数据,发现了孟加拉湾地表流的一个突出例子,它通过向顺时针旋转的陆风风向左移动,违背了埃克曼理论​。

埃克曼理论认为,大洋洋流主要受到风力驱动,而孟加拉湾的洋流则受到了地理和气候因素的复杂影响,季风会改变洋流的方向和强度。

研究结果表明,环境和区域因素(如当地风型和海洋条件)可能会影响地表洋流的行为,这与传统理论不同,这一发现需要对风力驱动的海洋环流有更深入的了解。这一发现具有广泛的意义。它可以加强对天气和气候变化、海洋生物地球化学循环、生态系统行为等的了解。

孟加拉湾洋流是指在孟加拉湾地区的海洋流动现象。孟加拉湾位于南亚和东南亚之间,是印度洋的一部分。这个地区的洋流受到季风、海水温度和地理位置的影响,形成了独特的海洋环流。

孟加拉湾的洋流主要包括两个主要环流,即孟加拉湾暖流和孟加拉湾冷流。孟加拉湾暖流是一股暖水流,主要在夏季出现,从印度洋流向北进入孟加拉湾,带来较高的海水温度和湿度。这个暖流对孟加拉湾地区的气候有重要影响,促进了季风的形成和强化。

埃克曼理论尽管有百年历史,但其解释的基本原理至今仍在许多海洋学研究中得到应用,并随着新技术和新数据的引入不断被验证和完善。

 

思考

哪些具体的物理环境因素导致孟加拉湾观测到的现象与埃克曼理论出现偏差?这些机制如何与当地和区域气候条件相互作用?

不同的季风季节如何影响孟加拉湾表面洋流的方向和强度?​​​极端天气事件(例如气旋)在改变典型的地表电流模式方面起什么作用?

与埃克曼理论相反,地下洋流和海洋分层在多大程度上影响表面洋流行为?​是否存在明显的温跃层盐跃层特征导致洋流向左移动?

在其他半封闭海或受季风影响强烈的地区是否也观察到了与埃克曼理论类似的偏差?通过对具有类似环境条件的不同地理区域进行比较研究,我们可以了解到什么?

 

 

参考文献:Michael J. McPhaden , K. Athulya , M. S. Girishkumar , and Mirko Orlić ,Ekman revisited: Surface currents to the left of the winds in the Northern Hemisphere. Science Advances 13 Nov 2024 Vol 10Issue 46 ,DOI: 10.1126/sciadv.adr0282

 


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