La espiral o transporte de Ekman, es una espiral logarítmica que representa la hodógrafa teórico (por inmersión) la deriva actual que es inducida por la tensión de un viento constante, sopla a la superficie de una profundidad océano infinito homogéneo, y Sujeto al efecto Coriolis.
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El Transporte de Ekman
Es el desplazamiento horizontal de las capas de agua superficie del océano por la acción de la fricción del viento en la superficie. Distinguimos el volumen de transporte, expresado por oceanógrafos en Sverdrup (un millón de metros cúbicos por segundo), y el transporte masivo, que es igual al producto del primero por la densidad del agua de mar.
El transporte no está especificado, está implícito que hablamos de transporte de volumen. El transporte teórico es entonces lo que se deduce de la espiral de Ekman, una hodógrafa según la profundidad de la corriente de deriva cuyo modelo fue establecido en 1902 para un océano homogéneo por Vagn Walfrid Ekman. Oceanógrafo sueco, a partir de las observaciones de Fridtjof Nansen. Harald Sverdrup ha extendido su teoría a la escala de una cuenca oceánica.
Principio
El viento que sopla sobre el océano hace que la capa superficial se mueva, pero la fuerza de Coriolis desvía este movimiento hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Esta desviación se propaga hacia abajo por la viscosidad y obtenemos un transporte promedio de material fuera del eje de los vientos de superficie.
Dependiendo de la trayectoria del viento, puede haber divergencia o convergencia del material, lo que crea las dos situaciones de bombeo y ventilación
Espiral de Ekman
Este nombre se adoptó posteriormente en las diversas disciplinas relacionadas con el estudio de fluidos rotativos cerca de un límite sólido. Este modelo espiral se usa en particular en meteorología para definir una estimación del grosor de la capa límite del flujo atmosférico cerca del suelo a partir de una formulación equivalente a la de la capa límite bentónica del flujo del océano cerca del fondo. (Ver Articulo: Mar Caspio)
Historia
Durante la Expedición de Fram (1893-1896), para tratar de llegar al Polo Norte, el noruego Fridtjof Nansen observó que su barco atrapado en la Manada Ártica se desvió sistemáticamente a la derecha de la dirección del viento.
El análisis posterior a la expedición de las observaciones mostró que la velocidad de deriva de la nave y el hielo marino del hielo de paquete (no hay icebergs en esta parte del Ártico) fue Orden del 2% de la del viento, pero en una dirección que va desde 20 ° a 40 ° a la derecha de este último.
Nansen informó los resultados a Vilhelm Bjerknes, un profesor sueco de mecánica de fluidos de la Universidad de Oslo y pionero de la meteorología moderna, quien invitó a uno de sus estudiantes, el sueco Vagn Walfrid Ekman, a estudiar esta cuestión. Para explicar esta diferencia de dirección.
Ekman así apoyó su tesis en 1902 al examinar el efecto de la fricción del viento en la superficie supuestamente plana de un océano homogéneo con viscosidad constante. Demostró que esta deriva, a la derecha de la dirección del viento, estaba relacionada con el equilibrio entre la tensión del viento en la superficie (fuerza de fricción) y la fuerza de Coriolis que actúa sobre el transporte de toda la masa de agua puesta.
En movimiento, también llamado transporte de Ekman. Ekman define así la espiral que lleva su nombre; éste da a la superficie una corriente de deriva desviada de 45 ° a la derecha de la dirección del viento en el hemisferio norte (a la izquierda en el hemisferio sur). (Ver Articulo: Océano Atlántico)
Superficie aire-agua
Efecto de la espiral de Ekman o transporte de Ekman: viento en azul, movimiento de agua de fricción roja, movimiento rosa real (Transporte de Ekman) y fuerza de Coriolis en amarillo oscuro. La espiral es una consecuencia de la fuerza de Coriolis , la viscosidad del fluido y la fricción de la superficie límite.
Tenemos un viento (azul) que fija la superficie del agua por fricción (rojo). La fuerza de Coriolis (amarilla) desvía la corriente inducida de este modo hacia la derecha y proporciona un transporte del agua según la flecha rosa. Esta capa superficial hace que la capa subyacente se mueva pero a una velocidad menor debido a la disipación de la viscosidad.
Este nuevo desplazamiento también se desvía hacia la derecha por la fuerza de Coriolis. El espesor de la capa afectada por la espiral depende de la viscosidad del mar y se llama la capa de Ekman. (Ver Articulo: Mar Mediterráneo)
