Ekmantransport

Om man summerer opp (integrerer) strømmen som vinden lager i Ekmanlaget så kan man regne ut transporten, dvs hvor mye vann som flyttes i en retning på grunn av vinden. Det kaller vi for Ekmantransporten, \(\vec{Q_{Ekman}}=U\vec{e}+V\vec{n}\), der \(\vec{e}\) er enhetsvektoren retning øst og \(\vec{n}\) er enhetsvektoren i retning nord. Da får vi at
\(U=\frac{10^{-3}}{f}\tau_y\)
og
\(V=-\frac{10^{-3}}{f}\tau_x\).

Enheten på U og V er \(m^3/m/s\) (eller \(m^2/s\)) og de angir altså hvor mye vann som flyter forbi per meter per sekund. Uttrykket for \(\tau\) finner du i oppgaven Stresset hav.

a) Om det blåser 15 m/s mot nordvest og det er isfritt, hvor stor er da U og V? I hvilken retning flyttes vannet?

b) Hvor stor er vinkelen mellom vinden og transporten?

c) Om vi har to bøyer (se figur under) som ligger 10 km i fra hverandre og der en linje mellom de to bøyene er parallell med vinden, hvor mye vann strømmer mellom bøyene på en time? Hva tror du skjer om linjen mellom A og B hadde vært kystlinjen?

Når vinden blåser parallelt med kysten, kommer vannet enten til å samles opp mot kysten eller «forsvinne» fra kysten.

d) I hvilken retning tror du det blåser når vi får oversvømming på Bryggen i Bergen (tidevannet er selvsagt også viktig)?

e) Ved kysten av det Antarktiske kontinentet blåser vinden vanligvis mot vest. Lengre nord (60S) blåser det sterke vinder mot øst. Skisser hvordan vinden blåser og i hvilken retning Ekman transporten går. Hva tror du skjer i midten? Diskuter i grupper før dere leser svaret lenger nede på siden.

Konvergens og divergens i havet

Når vinden og dermed Ekman transporten har ulik retning (det holder egentlig at den endrer størrelse) fra ett område til et annet (som i oppgave 4) får vi «konvergens» (hvis overflatevann «samles sammen», dvs. hvis pilene som viser Ekman transport peker mot hverandre) eller «divergens» (dvs. hvis pilene går fra hverandre). Når vi har divergens og overflatevannet «forsvinner» så må det etterfylles med vann nedenfra. Vann fra dypet «suges» opp til overflaten av vinden. I områder der dette skjer kontinuerlig (for eksempel rundt Antarktis) er det høy biologisk aktivitet ettersom vannet nede i dypet er rikt på næringsstoffer. Vindmønsteret rundt Antarktis løfter opp relativt tungt vann fra dypet og bidrar til vannet i den øvre delen av havet er tyngre enn i andre områder. Vann som har sunket til bunnen av Nord-Atlanteren kommer hit til overflaten igjen. For å lese mer, så kan du google f.eks » wind driven upwelling «.