9. Prądy geostroficzne

Question 1

Czy tarcie jest istotne przy powstawaniu prądów geostroficznych?

Answer 1

Nie

Question 2

Jakie są główne typy przepływów w oceanach?

Answer 2

• Prądy wiatrowe (powierzchniowa warstwa)
• prądy przydenne
• prądy geostroficzne

Question 3

Na czym polega przybliżenie geostroficzne?

Answer 3

Na uproszczeniu równań dla poziomych składowych prędkości.

• Jest ono poprawne, gdy największymi składowymi w równaniach ruchu są te, które dotyczą siły Coriolisa i gradientu ciśnienia.
• Opisuje ono prądy w głębokich oceanach, w dużych skalach przestrzennych (> 100 km) i czasowych (>2 dni).
• Przepływ geostroficzny reprezentuje równowagę pomiędzy gradientem ciśnienia i siłami Coriolisa w stanie ustalonym

Question 4

Jaki wzór opisuje stan równowagi prądów geostroficznych?

Answer 4

F_p + F_c = 0
(dla wektorów sił)

Question 5

Jaki kierunek ma wypadkowa siła działania ciśnienia?

Answer 5

• prostopadła do powierzchni izobarycznych
• skierowana w stronę malejącego ciśnienia

Question 6

Na czym polega układ barotropowy?

Answer 6

• Gęstość jest stała lub zmienia się jedynie wraz z głębokością,
• prądy geostroficzne zależą od nachylenia powierzchni swobodnej i nie zmieniają się w pionie.
• Różne poziomy wód powodują takie samo nachylenie izobar na całej głębokości

Question 7

Na czym polega układ baroklinowy?

Answer 7

• Występuje, gdy poziomy stałego ciśnienia są nachylone do powierzchni o stałej gęstości
• związany ze zmianami gęstości wody wywołanymi np. zmianami T i S
• powierzchnie izobaryczne nie mają jednakowego nachylenia, czyli poziomy gradient ciśnienia, a więc również prędkość prądu, zmienia się w pionie
• Obserwujemy to wtedy, gdy powierzchnie równej gęstości nachylają się przeciwnie do powierzchni morza

Question 8

Co popisują wzory V_g=(g/f) * (Გζ/Გx) i
U_g= -(g/f) * (Გζ/Გy)?

Answer 8

Prędkość prądu geostroficznego wzdłuż osi x i y dla układu barotropowego.

Question 9

Na czym polega metoda dynamiczna (Defanta)?

Answer 9

Wyznaczaniu prędkości prądów na podstawie pomiarów T i S, za pomocą których można wyznaczyć pionowy profil poziomej składowej siły gradientu ciśnienia

Question 10

Jaki jest algorytm wyznaczania prądów geostroficznych metodą Defanta (dynamiczną)?

Answer 10

1. Wyznaczenie gęstości wody na poszczególnych warstwach
2. Wyznaczenie względnej wysokości dynamicznej (grubości) warstw
3. Wyznaczenie nachylenia (=gradientu ciśnienia) warstw względem poziomu odniesienia
4. Wyznaczenie siły poziomego gradientu ciśnienia
5. Wyznaczenie prędkości prądu geostroficznego na tych poziomach

Question 11

Jak zmiana poziomu odniesienia dla wysokości dynamicznej wpływa na wyniki metody Defanta?

Answer 11

1. Kształt profilu prędkości prądu nie ulega zmianie.
2. Wartości prędkości ulegają przesunięciu o wartość stałą.
3. Bardzo duży wpływ na CAŁKOWITY TRANSPORT W KOLUMNIE WODY!

Question 12

Podaj przykład prądu geostroficznego

Answer 12

Prąd zatokowy na płn. Atlantyku: siła gradientu ciśnienia działa na północ (jest tam woda o mniejszej gęstości), więc prąd płynie na wschód

Question 13

Jak powstają mezoskalowe wiry oceaniczne?

Answer 13

Oderwane meandry prądów geostroficznych tworzą układy wirowe, które mają inne poziomy wód w zależności od temp. wody oraz inne kierunki wirów zależne z której strony prądy się oderwały.

Question 14

Co to estuarium?

Answer 14

Półzamknięty zbiornik wodny, w którym następuje przenikanie wód pochodzenia lądowego do morza. Estuaria tworzą strefę przejściową między środowiskiem rzecznym a środowiskiem morskim. Szeroka definicja obejmuje fiordy, laguny, ujścia rzek

Question 15

Jakie są rodzaje estuariów?

Answer 15

• wymieszane pionowo (turbulentne mieszanie w wyników pływów dominuje nad dopływem rzecznym)
• nieznacznie uwarstwione (jak wyżej, ale mniej intensywne mieszanie)
• wyraźnie uwarstwione (estuaria typu fiordów powstają w głęboko zerodowanych dolinach z podwodnym progiem przy ujściu )
• słony klin (słodka woda unosi się na powierzchni wody morskiej w warstwie, która stopniowo zmniejsza się w kierunku morza)
• odwrócone estuaria (występują w suchym klimacie, gdzie parowanie znacznie przekracza dopływ słodkiej wody)

Question 16

Jakie są “rodzaje” poziomu morza?

Answer 16

• Średni poziom morza (MSL) - w stosunku do stałego punktu odniesienia w pewnym okresie czasu
• Lokalny (lub regionalny) poziom morza - względem stałego punktu na lądzie, który jest
  używany jako odniesienie
• Globalny poziom morza - średnia wysokość połączonych oceanów Ziemi (w stosunku do środka Ziemi)

Question 17

Co to spiętrzenie sztormowe i czego jest efektem?

Answer 17

Chwilowy lokalny poziom wody jest efektem wielu procesów:
- Bezpośredniego oddziaływania wiatru
- Wpływu ciśnienia atmosferycznego
- Oddziaływania siły Coriolisa
- Zamiany poziomu wody w wyniku fal długich (pływy, sejsze itp.)
- Podniesieniem się powierzchni wody w wyniku załamania fal

Question 18

W przypadku morza głębokiego spiętrzenia sztormowe są największe dla jakiego kierunku wiatru?

Answer 18

równoległego do brzegu - mechanizm jest analogiczny jak w przypadku downwellingu

Question 19

Co wpływa na cyrkulację wód w estuariach?

Answer 19

• przepływ rzeczny
• pływy
• zasolenie i temp. wód => ich gęstość
• ich głębokość oraz szerokość