풍력발생 전류

Wind generated current

풍력 발생 전류는 표면의 풍력 마찰에 의해 발생하는 수역의 흐름이다. 바람은 어떤 크기의 물체에서도 표면 전류를 발생시킬 수 있다. 전류의 깊이와 강도는 바람의 강도와 지속시간, 마찰과 점도의 손실에 따라 달라지지만,[1] 메커니즘에 의해 약 400m 깊이로 제한되며, 물이 얕은 곳에서는 더 작은 깊이로 제한된다.[2] 흐름의 방향은 코리올리 효과의 영향을 받아 북반구에서는 바람 방향의 오른쪽, 남반구에서는 왼쪽으로 상쇄된다. 풍류는 상류와 하류의 형태로 2차 물 흐름을 유도할 수 있으며, 지반하류, 서부 경계류 등이 있다.[1]

메커니즘

바람과 수역의 상층면 사이의 마찰은 바람과 함께 수면을 끌게 된다 표면층은 바로 아래 물에서 점성력을 발휘하여 모멘텀의 일부를 전달하게 된다. 이 과정은 에너지가 소산될수록 깊이가 증가하는 흐름 속도의 연속적인 감소와 함께 하향으로 계속된다. 행성 회전의 관성 효과는 북반구에서 오른쪽으로, 남반구에서 왼쪽으로 깊이가 증가하면서 흐름 방향의 상쇄를 일으킨다. 편향의 메커니즘을 코리올리 효과라고 하며, 유속과 깊이의 변화를 에크만 나선이라고 한다. 효과는 위도에 따라 달라지는데, 적도에 매우 약하고 위도에 따라 강도가 증가한다. 이 메커니즘에 의해 야기된 물의 결과적인 흐름을 Ekman 운송이라고 한다.[1]

오랜 시간 깊은 물속에 있는 긴 물속에 부는 일정한 바람은 일정한 상태 흐름을 형성할 수 있을 정도로 오랫동안 불어오는 바람의 방향과 45°로 지표수가 움직이게 한다. 깊이가 있는 흐름방향의 변화는 물이 풍향에 수직으로 약 100~150m 정도 이동하며, 유속은 풍향과 반대인 약 330~400m 깊이만큼 표면 유속의 약 4%까지 떨어지며, 그 이하에서는 풍향에 대한 바람의 영향이 무시할 수 있는 것으로 간주된다. 이러한 조건에서 전류의 유효 두께를 초과하는 물의 순 흐름은 바람 방향에 수직이다. 일관된 강풍은 양쪽 반구에 지속적인 순환 표면 전류를 설정하며, 대륙 육지 질량에 의해 전류가 경계되는 경우, 결과 광맥은 종방향 범위에서 제한된다.[1][2] 계절풍과 국지풍은 더 작은 규모와 일반적으로 과도현상의 전류를 유발하며, 이는 주행풍이 잦아들면 소멸한다.

실제 조건은 바람의 강도와 방향이 다르기 때문에 종종 달라지는데, 그 깊이가 완전한 나선형의 발달에 충분치 않을 수 있기 때문에 바람의 방향과 지표수 이동 사이의 각도는 15°만큼 작을 수 있다. 더 깊은 물에서는 각도가 증가하여 45°에 접근한다. 안정된 피크노크선은 운동 에너지가 더 깊은 바다로 전달되는 것을 억제할 수 있고, 표면 전류에 대한 깊이 제한을 제공한다.[1]

그물 내부 얕은 물의 흐름은 표면 수준이 점차 중앙을 향해 위쪽으로 기울어지게 한다. 이것은 수평 압력 구배를 유도하여 균형을 이루는 지반성 유동을 유도한다.[1]

경계 전류

세계에서 가장 큰 해양 체육관

경계 전류는 해안선의 존재에 의해 결정되는 역학을 가진 해류로, 두 가지 뚜렷한 범주로 분류된다.

동부 경계 전류는 대륙의 서해안을 따라 해양 분지의 동쪽에 있는 비교적 얕고 넓고 느린 흐름의 해류다. 아열대 동부 경계 전류는 적도 방향으로 흐르며, 높은 위도에서 낮은 위도로 찬물을 운반한다. 예를 들어 벤구엘라 전류, 카나리 전류, 험볼트 전류, 캘리포니아 전류 등이 있다. 만연된 바람이 해안선과 평행하게 부는 에크만 운송으로 인한 연안 상승은 동부 경계 전류 지역으로 영양분이 풍부한 물을 유입시켜 생산성이 높은 지역이 된다.

서양의 경계 전류는 서양의 강화로 인해 해양 유역의 서쪽에 형성되는 따뜻하고 깊고 좁고 빠른 흐름의 전류다. 그들은 열대 지방의 따뜻한 물을 극지방으로 운반한다. 그 예로는 걸프류, 아굴하스 해류, 쿠로시오 등이 있다.

서양의 강도는 해류의 서쪽 팔, 특히 대양 유역의 큰 자루에 영향을 미친다. 열대지방에서는 무역풍이 서쪽으로 분다. 중위도 지방에서는 서풍이 동쪽으로 분다. 이것은 북반구와 남반구의 컬로 해양 표면에 스트레스를 가해 스베르드럽이 열대지방으로 이동하게 한다. 질량 및 잠재적 편광성의 보존은 서부 해안을 따라 흐르는 좁고 강렬한 극류 전류에 의해 수송이 균형을 이루게 하여 해안 마찰에 의해 유입된 편광성이 바람의 편광성 입력의 균형을 맞출 수 있게 한다. 역효과 - 바람 응력이 굴절되고 그 결과로 발생하는 전류의 방향이 역류되는 극자석(polar gyre)에 적용된다. 주요 서측 해류(북대서양 걸프류 등)는 반대쪽 해류(북태평양의 캘리포니아 해류 등)보다 강하다.

바람으로 인한 웰빙

해안선을 따라 순 에크만 수송이 연안일 때 아래로부터 보상유입이 가능해 밑바닥 물이 나오게 되는데, 광합성이 미미한 조명이 잘 되지 않는 지역에서 나오는 만큼 영양소가 풍부한 경향이 있다.

태평양의 엽록소 농도에 미치는 적도 상승의 영향

적도의 상류층은 계절적으로 이동하는 아열대간융합지구(ITCZ)와 연관되어 있으며, 결과적으로 적도의 북쪽이나 남쪽 바로 옆에 위치하는 경우가 많다. 동풍 무역풍은 북동부와 남동쪽에서 불어오고 적도를 따라 서쪽에서 불어와 ITCZ를 형성한다. 적도를 따라 존재하는 코리올리 세력은 없지만, 상승은 여전히 적도의 북쪽과 남쪽에서만 일어난다. 이것은 더 밀도가 높고 영양분이 풍부한 물을 아래에서 공급하면서 분열을 초래한다.[3]

오션 다운웰링

바다 속 다운웰링

다운웰링은 따뜻한 노심 고리가 표면 수렴을 일으켜 지표수를 아래로 밀거나 바람이 바다를 해안선을 향해 몰고 가는 해양의 반사이클로적인 장소에서 발생한다. 다운웰링(downwelling)을 하는 지역은 일반적으로 물기둥의 영양소가 활용되지만 표면 아래 더 깊은 곳에서 영양분이 풍부한 물로 재공급되지 않기 때문에 생산성이 낮다.[4]

대양풍동조류

서부 경계

  • 걸프 스트림 – 따뜻한 대서양 전류[5]
  • 아굴하스 해류 – 아프리카[5]동해안을 흐르는 인도양 남서부의 서부 경계류
  • 쿠로시오 해류 – 북태평양 서쪽에[5] 흐르는 북해류

동부 경계

  • 벤구엘라 해류 – 남대서양 교류의[5] 동부를 이루는 넓고 북쪽으로 흐르는 해류
  • 험볼트 해류 – 칠레 남부에서 페루[5] 북부까지 남아메리카 서부 해안을 따라 북쪽으로 흐르는 차갑고 낮은 염도의 동부 경계 전류
  • 캘리포니아 해류 – 브리티시 컬럼비아 남부에서 캘리포니아 남부까지 북미[5] 서부 해안을 따라 남쪽으로 흐르는 태평양 해류

적도상의

  • 북적도 해류 – 시계방향 아열대 자리의[5] 남쪽에서 북쪽으로 약 10°와 20° 사이에서 동서로 흐르는 태평양 및 대서양 해류
  • 남적도 해류 – 태평양, 대서양, 인도양의 해류 중 적도와 남위[5] 약 20도 사이를 동서로 흐르는 해류

북극

애틀랜틱

  • 카나리 전류 – 북대서양 자리의[5] 일부인 바람으로 구동되는 표면 전류

태평양의

남부

  • 서풍 드리프트라고도 알려진 남극 순환 전류 - 남극을[5] 중심으로 서쪽에서 동쪽으로 시계 방향으로 흐르는 해양 전류

해양 석고

호수 해류

국부 및 과도 전류

  • 국지풍에 의한 표면전류
  • 지역적 바람과 지배적인 바람으로 인해 상승세.

참고 항목

  • 전류(스트림) – 중력에 의한 강의 물의 흐름
  • 다운웰링 – 저밀도 재료 아래 고밀도 재료의 축적 및 침하 과정
  • 지압류 – 코리올리 효과에 의해 압력경사력이 균형을 이루는 해양 흐름
  • 열수 순환 – 열교환에 의한 물의 순환
  • 해양 전류 – 외부 또는 내부 힘에 의해 생성되는 해양수의 방향 질량 흐름
  • 서모할린 순환 – 표면 열과 담수 유량에 의해 생성되는 지구 밀도 구배에 의해 구동되는 대규모 해양 순환의 일부
  • 업웰링 – 깊은 물이 바람에 의해 해안으로 구동되는 지표수 위로 이동하여 교체

참조

  1. ^ a b c d e f "Ocean in Motion: Ekman Transport Background". oceanmotion.org. Retrieved 10 October 2020.
  2. ^ a b "Ocean Currents and Climate". earth.usc.edu. Retrieved 10 October 2020.
  3. ^ Jennings, S.; Kaiser, M.J.; Reynolds, J.D. (2001). Marine Fisheries Ecology. Oxford: Blackwell Science Ltd. ISBN 0-632-05098-5.
  4. ^ "Ocean Motion : Definition : Wind Driven Surface Currents - Upwelling and Downwelling". Retrieved 12 March 2016.
  5. ^ a b c d e f g h i j "Chapter 9. The surface currents" (PDF). ocean.stanford.edu. Retrieved 10 October 2020.