Fiziksel Oşinografi
Fiziksel oşinografi, okyanusu dönen, tabakalı bir akışkan olarak ele almakta; ısı, tuz ve momentumun yoğunluk yapısını nasıl belirlediğini ve santimetreden tüm havzalara kadar değişen ölçeklerde akıntıları, dalgaları ve karışımı nasıl yönlendirdiğini açıklamaktadır.
Tanım
Fiziksel oşinografi, okyanusun fiziksel durumu ve hareketinin — sıcaklık, tuzluluk ve yoğunluk alanlarının yanı sıra rüzgar, ısınma, soğuma ve Dünya'nın dönüşü gibi zorlamalardan kaynaklanan akıntıların, dalgaların, gelgitlerin ve türbülansın — incelenmesidir.
Kapsam
Bu alan, deniz suyunun termodinamik özelliklerini ve hal denklemini, su sütununun dikey termohalin yapısını, rüzgar kaynaklı ve yoğunluk kaynaklı (jeostrofik) dolaşımı, dönen akışın Coriolis'in egemen olduğu dinamiklerini, yüzey ve iç yerçekimi dalgalarını ve ısı, tuz ve enerji bütçelerini kapatan küçük ölçekli türbülans ve karışımı kapsamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Sıcaklık ve tuzluluk, deniz suyu yoğunluğunu ve su sütununun kararlı tabakalanmasını belirlemek için nasıl bir araya gelmektedir?
- Büyük ölçekli okyanus akıntıları neden sabit basınç çizgilerini kesmek yerine, neredeyse onlara paralel akmaktadır?
- Yüzey rüzgarları ve Dünya'nın dönüşü, havza ölçekli girdapları ve sınır akıntılarını nasıl düzenlemektedir?
- Enerji, büyük ölçekli akıntılardan ve dalgalardan, karışım yoluyla dağıldığı küçük ölçeklere nasıl aktarılmaktadır?
Temel kuramlar
- Geostrophic balance
- Sınırlardan uzakta ve büyük ölçeklerde, yatay basınç gradyan kuvveti Coriolis kuvveti tarafından dengelenmektedir; bu nedenle akıntılar izobarlar boyunca akmakta ve yoğunluk ile deniz yüzeyi yüksekliği alanlarının eğiminden çıkarılabilmektedir.
- Ekman transport and pumping
- Rüzgar geriliminden kaynaklanan sürtünme, dönen sınır tabakası aracılığıyla etki ederek, rüzgara dik açıyla net bir kütle taşınımını yönlendirmektedir; bunun yakınsaması ve ıraksaması suyu dikey olarak pompalamakta ve iç dolaşımı zorlamaktadır.
- Equation of state of seawater
- Yoğunluğun sıcaklık, tuzluluk ve basınca doğrusal olmayan bağımlılığı, yüzdürme kuvvetini, tabakalanmayı ve kablaj (cabbeling) ve termobarisite gibi olguları yönetmekte ve deniz suyu için uluslararası termodinamik standartta kodlanmıştır.
Klinik önem
Fiziksel oşinografi, okyanus-atmosfer etkileşimi yoluyla hava ve iklim tahmininin, deniz navigasyonu ve operasyonel tahminin, kirleticilerin ve larvaların dağılımının ve açık deniz ve kıyı mühendisliği tasarımının temelini oluşturarak, deniz suyu hareketinin fiziğini toplum için geniş çapta önemli kılmaktadır.
Tarihçe
Kantitatif fiziksel oşinografi, Challenger keşif gezisi (1872-1876) ve yirminci yüzyılın başlarında Bjerknes, Ekman ve Sverdrup'un dinamik çalışmalarıyla gelişmiştir. Yüzyıl ortalarında Sverdrup, Stommel ve Munk tarafından geliştirilen rüzgar kaynaklı dolaşım teorileri, uydu altimetrisi ve Argo gibi küresel şamandıra dizileriyle takip edilerek, alanı kantitatif, gözlem açısından zengin bir bilime dönüştürmüştür.
Öne çıkan isimler
- Vagn Walfrid Ekman
- Harald Sverdrup
- Henry Stommel
- Walter Munk
İlgili konular
Temel eserler
- talley2011
- vallis2017
Sıkça sorulan sorular
- Okyanusta tuzluluk neden sıcaklık kadar önemlidir?
- Hem sıcaklık hem de tuzluluk deniz suyu yoğunluğunu kontrol etmektedir ve soğuk kutup sularında tuzluluk genellikle baskın olmaktadır; birlikte suyun nerede battığını, su sütununun nasıl tabakalandığını ve hangi su kütlelerinin oluştuğunu belirlemektedirler.
- Okyanus akıntıları neden doğrudan yokuş aşağı akmak yerine dönmektedir?
- Dünya'nın dönüşü Coriolis etkisini ortaya çıkarmaktadır; bu etki hareket eden suyu saptırmakta ve basınç gradyanlarıyla denge içinde, büyük ölçekli akıntıların sabit basınç çizgilerini kesmek yerine neredeyse onlara paralel akmasını sağlamaktadır.