Dinamika mora i oceana morske struje Ivica Vilibi

Dinamika mora i oceana, morske struje Ivica Vilibić Institut za oceanografiju i ribarstvo, Split vilibic@izor. hr

Key concepts of the last lecture: Ø Sastav mora (otopljeni spojevi, hranjive soli, uloga kisika i CO 2, …) Ø Termohalina svojstva (temperatura, salinitet, gustoća) Ø Prostorna i vremenska razdioba termohalinih parametara u oceanima Ø Vodene mase

Današnje predavanje: Ø Ø Ø Cirkulacija i morske struje u oceanima Svjetski strujni prsten Barotropnost i baroklinost Geostrofičke struje Vjetrovne struje, Ekmanov transport Upwelling (uzdizanje mora), downwelling (poniranje mora), duboka konvekcija

Struje u oceanima - dominantno su uzrokovane razlikom u temperaturi mora između polarnih i ekvatorskih područja te vjetrom - prenose toplinsku energiju meridionalno i zonalno (zbog rasporeda kopna i Coriolisove sile) - bitno utječu na klimatska svojstva pojedinih područja

Struje u oceanima Golfska struja

Struje u oceanima Kuroshio, Ojashio

Struje u oceanima Agulhas, Benguela

Struje u oceanima utjecaj vjetra - Pasati generiraju ekvatorijalnu zapadnu struju. - Zapadni vjetrovi stvaraju Antarktičku cirkumpolarnu struju

Struje u oceanima Svjetski strujni prsten - rezultat termohalinih procesa - omogućava izmjenu dubokih vodenih masa - sjeverni Atlantik ključno područje - mogućnost prekida strujnog prstena

Struje u oceanima Svjetski strujni prsten

Struje u oceanima Sredozemlje

Struje u oceanima Jadran

Barotropne i barokline struje • Barotropnost predstavlja stanje mora kod kojega su plohe jednake gustoće (izopikne) paralelne s plohama jednakog tlaka (izobare). • Nagib izopikna i strujanje ovisi isključivo o nagibu površine mora. • Barotropno strujanje je konstantno u cijelom stupcu mora u kojemu je sačuvana barotropnost, svojstveno vertikalno homogenim morima. • Baroklinost predstavlja stanje mora kod kojega plohe jednake gustoće presijecaju plohe jednakog tlaka. • Ovakva situacija je uobičajena u stratificiranim morima, te se pri takvim situacijama strujanje mijenja s dubinom (baroklina struja).

Barotropne i barokline struje Mjesečni srednjaci vertikalnih struja ispred Pule.

Geostrofičke struje - Stacionarno strujanje nastalo zbog djelovanja sile gradijenta tlaka i Coriolisove sile. - Geostrofička aproksimacija vrijedi u područjima mora i oceana daleko od rubnih morskih područja. A, B - postaje klasična metoda dinamičkog računa D – visina geopotencijalne plohe (plohe konstantnog tlaka) u odnosu na referentnu plohu

Geostrofičke struje - Geostrofičko strujanje odvija se duž izobara, ostavljajući područja visokog tlaka (niže gustoće mora) s desne strane na sjevernoj polutci Zemlje – “light on the right”.

Geostrofičke struje Pelops Rhodes Cyprus Ierapetra Shikmona Sea surface temperature (SST), 27 -01 -2007

Vjetrovne struje - Vjetrovne struje – Ekman (1905) načinio analitički model, koji je opisao utjecaj trenja kod djelovanja vjetra na površinu mora. Napetost vjetra Glavna svojstva Ekmanovog rješenja vjetrovnih struja su: - površinska struja je otklonjena za 45° na desno u odnosu na smjer puhanja vjetra, - brzina struje eksponencijalno opada s dubinom, dok se vektor struje zakreće u smjeru kazaljke na satu - tzv. Ekmanova spirala.

- površinska struja je otklonjena za 45° na desno u odnosu na smjer puhanja vjetra, - brzina struje eksponencijalno opada s dubinom, dok se vektor struje zakreće u smjeru kazaljke na satu - tzv. Ekmanova spirala Vjetrovne struje

Vjetrovne struje Ukupan transport vodenih masa uzrokovan vjetrom usmjeren je 90° desno na sjevernoj polutci, pa se u slučaju kada vjetar puše duž obale ostavljajući je s desne strane javlja poniranje vode (downwelling), a kod suprotnog vjetra uviranje vode (upwelling). Također, na otvorenom moru se javlja tzv. Ekmanovo pumpanje ("Ekman pumping") koje uzrokuje vertikalna gibanja vode zbog horizontalne promjenjivosti polja vjetra nad određenim područjem.

Upwelling i downwelling - Upwelling (uzdizanje, uviranje) jest transport dubokih vodenih masa prema površini. - Downwelling (poniranje) jest transport površinskih vodenih masa prema dubljim slojevima. Dinamika obalnog uviranja i poniranja (upwelling i downwelling).

Upwelling i downwelling Divergencija i konvergencija vodenih masa u otvorenim oceanima.

Upwelling i downwelling Područja u kojima se javlja upwelling. - upwelling donosi hranjive soli iz dobokih slojeva mora - pogoduje razvoju fotosinteze i primarne produkcije - područja bogata životom

Upwelling i downwelling primarna produkcija

Upwelling Jadran Utjecaj bure i tramontane

Duboka konvekcija - Duboka konvekcija jest proces vertikalnog miješanja i nastajanja dubokih vodenih masa pod utjecajem jakih površinskih gubitaka topline i djelovanja vjetra. preconditioning deep convection spreading

Duboka konvekcija - Jedan od generatora svjetskog strujnog prstena i izmjene dubokih vodenih masa dimnjak

Duboka konvekcija Jadran