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Movimiento en bordes costeros

Storyboard

En el borde costero la fuerza de Coriolis puede llevar a circulación que arrastra material rico en nutrientes hacia la superficie (transporte de Ekman).

>Modelo

ID:(1578, 0)



Mecanismos

Definición


ID:(15446, 0)



Transporte de Ekman

Imagen

Cuando existen corrientes en dirección del ecuador en los lados oeste en bordes continentales, la ecuación de Coriolis para el plano con

$ a_{c,y} = - f v_x $



implica que existe una corriente que se aleja de la costa. Esto genera una corriente que lleva aguas frías ricas en nutrientes a la superficie:

Este transporte se denomina el transporte de Ekman.

ID:(11679, 0)



Caracterización de las capas del océano

Nota

El transporte de Ekman lleva a que se desplacen las fronteras que existen entre las capas superficiales y las mas profundas en el océano. Estas se caracterizan por cambios bruscos de parámetros en función de la temperatura. En particular se tienen cambios en:

Temperatura (termoclina)
Salinidad (haloclina)
Densidad (picnoclina)

ID:(11684, 0)



Transporte inverso de Ekman

Cita

Si se invierte el sentido del viento para el transporte de Ekman se tiene el proceso inverso (si v_x es negativo a_{s,y} se vuelve positivo).

En este caso se tiene que con la velocidad hacia los polos resulta

$ a_{c,y} = - f v_x $



Esto implica que existe una corriente que va hacia la costa evitando que los nutrientes lleguen a la superficie:

ID:(11680, 0)



Zonas de surgencia (upwelling)

Ejercicio

Existen distintas zonas en el mundo en donde por vientos, ya sea en forma permanente o estacional, existe surgencia. Esto lleva a que en estos lugares las corrientes que van en dirección de la costa arrastran aguas frias ricas en vida en dirección de la superficie con lo que se favorece la vida en la superficie.

ID:(11700, 0)



Modelo

Ecuación


ID:(15443, 0)



Movimiento en bordes costeros

Storyboard

En el borde costero la fuerza de Coriolis puede llevar a circulación que arrastra material rico en nutrientes hacia la superficie (transporte de Ekman).

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$C_D$
C_D
Coeficiente de arrastre
-
$\rho$
rho
Densidad del agua marína
kg/m^3
$\rho_a$
rho_a
Densidad del aire
kg/m^3
$f$
f
Factor de Coriolis
rad/s
$D_E$
D_E
Profundidad de Ekman
m
$\tau_w$
tau_w
Tensión generada por el viento
Pa
$Q$
Q
Transporte de Ekman
m^2/s
$u_e$
u_e
Velocidad de Ekman
m/s
$U$
U
Velocidad del viento
m/s
$A_z$
A_z
Viscosidad de remolinos para mezcla vertical
m/s^2

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones

Con la tensión generada por el viento ($\tau_w$) sobre la superficie $S$ del oc ano se genera una fuerza

$F = \sigma_w S$



que act a sobre la masa $m$, que se calcula a partir de la densidad del agua marína ($\rho$), la profundidad de Ekman ($D_E$) y la superficie $S$, mediante

$m = \rho_w S D_E$



Como la aceleraci n $a$ es generada por la fuerza de Coriolis con la velocidad de Ekman ($u_e$),

$a = \displaystyle\frac{F}{m} =\displaystyle\frac{\sigma_w S}{\rho_w D_E S} = \displaystyle\frac{\sigma_w}{\rho_w D_E} = f u_e$



por lo que resulta:

equation


Ejemplos


mechanisms

Cuando existen corrientes en direcci n del ecuador en los lados oeste en bordes continentales, la ecuaci n de Coriolis para el plano con list=11699

equation=11699

implica que existe una corriente que se aleja de la costa. Esto genera una corriente que lleva aguas fr as ricas en nutrientes a la superficie:

image

Este transporte se denomina el transporte de Ekman.

El transporte de Ekman lleva a que se desplacen las fronteras que existen entre las capas superficiales y las mas profundas en el oc ano. Estas se caracterizan por cambios bruscos de par metros en funci n de la temperatura. En particular se tienen cambios en:

Temperatura (termoclina)
Salinidad (haloclina)
Densidad (picnoclina)

image

Si se invierte el sentido del viento para el transporte de Ekman se tiene el proceso inverso (si v_x es negativo a_{s,y} se vuelve positivo).

En este caso se tiene que con list=11699 la velocidad hacia los polos resulta

equation=11699

Esto implica que existe una corriente que va hacia la costa evitando que los nutrientes lleguen a la superficie:

image

Existen distintas zonas en el mundo en donde por vientos, ya sea en forma permanente o estacional, existe surgencia. Esto lleva a que en estos lugares las corrientes que van en direcci n de la costa arrastran aguas frias ricas en vida en direcci n de la superficie con lo que se favorece la vida en la superficie.

image


model

La densidad de energ a del viento es una funci n de la densidad del aire ($\rho_a$) y la velocidad del viento ($U$) de la forma

$\displaystyle\frac{1}{2}\rho_aU^2$



Si se considera que solo una fracci n de la energ a es transferida se puede modelar la tensión generada por el viento ($\tau_w$) como la densidad de energ a multiplicada por un factor la coeficiente de arrastre ($C_D$):

kyon

La tensi n en la superficie del oc ano generada por el viento es transmitida a las profundidades mediante v rtices, lo que genera el arrastre de la masa de agua. La profundidad del agua, o la profundidad de Ekman ($D_E$), que se puede arrastrar, depende de c mo la energ a se difunde a capas m s profundas, lo que corresponde a la viscosidad de remolinos para mezcla vertical ($A_z$). Es, con el factor de Coriolis ($f$), igual a:

kyon

La la tensión generada por el viento ($\tau_w$) generada por el viento lleva a la velocidad superficial del oc ano, o la velocidad de Ekman ($u_e$), que a su vez, mediante la fuerza de Coriolis representada por el el factor de Coriolis ($f$), genera el transporte de Ekman. Este es, con la densidad del agua marína ($\rho$) y la profundidad de Ekman ($D_E$):

kyon

Con la velocidad de Ekman ($u_e$) y la profundidad de Ekman ($D_E$), se puede estimar el volumen transportado, o el transporte de Ekman ($Q$):

kyon


>Modelo

ID:(1578, 0)