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 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
- Slides: 29