Rüzgar Kaynaklı ve Jeostrofik Dolaşım
Dönen bir Dünya üzerinde etki eden yüzey rüzgarları, okyanusun büyük subtropikal ve subpolar girdaplarını (gyres) tahrik etmektedir; bu girdapların iç kısımları jeostrofik dengeye yakın bir şekilde akmakta ve batı sınırları Gulf Stream ile Kuroshio gibi hızlı akıntılara dönüşerek yoğunlaşmaktadır.
Tanım
Rüzgar kaynaklı dolaşım, yüzey rüzgar gerilimi (wind stress) tarafından zorlanan, iç kısımları jeostrofik dengeye — yatay basınç gradyan kuvveti ile Coriolis kuvveti arasındaki bir dengeye — uyan girdaplar (gyres) halinde organize olmuş büyük ölçekli üst okyanus akışıdır.
Kapsam
Bu konu, rüzgar gerilimi (wind stress) ile Ekman taşınımı (transport) ve pompalamasını, iç girdap taşınımını belirleyen Sverdrup dengesini, batı sınır akıntılarının dinamiklerini ve bunların yoğunlaşmasını, akıntılar ile basınç (veya deniz yüzeyi yüksekliği) gradyanları arasındaki jeostrofik ilişkiyi ve başlıca yüzey akıntıları ile girdapların yapısını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Rüzgar gerilimi (wind stress), Coriolis etkisi aracılığıyla havza ölçekli girdapları (gyres) nasıl oluşturmaktadır?
- Gulf Stream gibi batı sınır akıntıları, geniş iç akışa kıyasla neden bu kadar dar ve hızlıdır?
- Jeostrofik akıntılar, yoğunluk veya deniz yüzeyi yüksekliği ölçümlerinden nasıl çıkarılabilmektedir?
- Rüzgar kaynaklı bir girdabın (gyre) toplam hacim taşınımını ne belirlemektedir?
Temel kuramlar
- Sverdrup balance
- Okyanusun iç kısmında, su sütunu boyunca entegre edilmiş meridyenel taşınım, rüzgar gerilimi (wind stress) kıvrımı (curl) ile orantılı olup, rüzgar kaynaklı girdapların (gyres) hacim taşınımını sabitlemektedir.
- Westward intensification
- Coriolis parametresinin enlemle değişimi, bir girdabın (gyre) geri akışını dar, yoğun bir batı sınır akıntısına zorlayarak Gulf Stream gibi özellikleri açıklamaktadır.
- Geostrophic method
- İç akıntılar neredeyse jeostrofik olduğundan, yatay hız, yoğunluk verilerinden türetilen basınç yüzeylerinin eğiminden, varsayılan bir hareket etmeyen seviyeye göre hesaplanabilmektedir.
Mekanizmalar
Rüzgar gerilimi (wind stress), net taşınımı rüzgara dik olan bir Ekman tabakası oluşturur; bu taşınımın uzamsal değişimi, suyu jeostrofik iç kısma aşağı veya yukarı pompalar; burada girdap gerilmesi (vortex stretching) meridyenel hareket (Sverdrup dengesi) ile dengelenir. Potansiyel girdaplığın (potential vorticity) korunumu ise, kapanan geri akışın batı sınırında yoğunlaşmasını ve yoğunlaşmış akıntılar üretmesini gerektirmektedir.
Klinik önem
Girdap dolaşımı ve sınır akıntıları, kutuplara doğru büyük miktarlarda ısı taşıyarak bölgesel iklimi, balıkçılık verimliliğini ve denizcilik rotalarını şekillendirmektedir; uydu altimetrisinden elde edilen deniz yüzeyi yüksekliği, jeostrofik akışı artık küresel olarak neredeyse gerçek zamanlı olarak haritalamaktadır.
Tarihçe
Rüzgar kaynaklı dolaşım teorisi, 1947 ve 1950 yılları arasında, iç taşınımı rüzgar gerilimi (wind stress) kıvrımı (curl) ile ilişkilendiren Sverdrup, batıya doğru yoğunlaşmayı Coriolis parametresinin değişimi aracılığıyla açıklayan Stommel ve bunları eksiksiz bir girdap (gyre) modelinde birleştiren Munk tarafından bir araya getirilmiştir.
Öne çıkan isimler
- Harald Sverdrup
- Henry Stommel
- Walter Munk
İlgili konular
Temel eserler
- stommel1948
- sverdrup1947
Sıkça sorulan sorular
- Gulf Stream neden Atlantik'in batı tarafındadır?
- Coriolis etkisindeki kutuplara doğru değişim, rüzgar kaynaklı girdabın (gyre) geri dönüş kolunu batı sınırı boyunca dar, hızlı bir jete zorlamaktadır; bu jet Kuzey Atlantik'te Gulf Stream olarak bilinmektedir.
- Jeostrofik akıntı nedir?
- Bu, Coriolis kuvvetinin yatay basınç gradyan kuvvetini dengelediği bir akıntıdır; bu nedenle su, sabit basınç çizgilerini keserek değil, onlar boyunca akmaktadır.