Oceanografia
Ćwiczenie 3.:
Prądy morskie wiatrowe
(prądy Ekmana)
Prowadzący: dr Jan Jędrasik
Przyroda II rok
Gdańsk, 05.12.2013r.
1. Pionowy profil prędkości prądów w Basenie Zatoki Fińskiej Morza Bałtyckiego (akwen 9.)
H = ; L = 270 km dla 4/06/2000 oraz 6/06/2000 tj dla ekstermalnych prędkości wiatru w I dekadzie czerwca 2000 roku.
Tab.1
Parametry opisujące warunki prądów Ekmana w Zatoce Fińskiej Morza Bałtyckiego
L [m] |
H [m] |
f [s-1] |
Az [m2s-1] |
HE [m] |
Ez [-] |
270000 |
70 |
0,000126 |
0,001815 |
16,83 |
0,051 |
ω = 7,2912*10-5 [1/s]
sinφ = (0,125*3,14159)/180
f = 0,000126 [1/s]
Ah = 0,1*270000 = 27000 [m2/s]
Az = 0,001815 [m2/s]
He = 16,83 [m]
Ez = 0,051
Tab.2.
Naprężenia styczne wiatru i prędkości powierzchniowe prądów dryfowych w Zatoce Fińskiej Morza Bałtyckiego w pierwszej dekadzie czerwca 2000 roku
Data |
Ww |
[Nm-2] |
Vo[ms-1] |
|
|
V[ms-1] |
α[o] |
|
|
01-06-00 |
4,4 |
|
0,030976 |
0,06466055 |
02-06-00 |
7,1 |
|
0,080656 |
0,16836459 |
03-06-00 |
10,2 |
|
0,166464 |
0,34748367 |
04-06-00 |
12,5 |
|
0,25 |
0,52186008 |
05-06-00 |
8,3 |
|
0,110224 |
0,23008602 |
06-06-00 |
2,9 |
|
0,013456 |
0,0280886 |
07-06-00 |
7,1 |
|
0,080656 |
0,16836459 |
08-06-00 |
6,2 |
|
0,061504 |
0,12838593 |
09-06-00 |
8,1 |
|
0,104976 |
0,21913114 |
10-06-00 |
3,2 |
|
0,016384 |
0,03420062 |
Korzystając ze wzorów poniżej obliczamy UE i VE, a także V. Wyliczenia umieszczone w tabeli ułatwiają obliczeni kąta prądu wiatrowego na danej głębokości.
Tab. 3a
Pionowy rozkład prędkości prądów dryfowych w Zatoce Fińskiej Morza Bałtyckiego w dniu 04/06/2000.
Z[m] |
exp(πz/He) |
UE[ms-1] |
VE[ms-1] |
V[ms-1] |
Głębokość He |
cos(πz/He) |
acos() |
45+acos() |
0 |
1,000 |
0,369 |
0,369 |
0,522 |
|
1,000 |
0,000 |
45,000 |
-0,16 |
0,971 |
0,369 |
0,347 |
0,506 |
|
1,000 |
1,711 |
46,711 |
-0,48 |
0,914 |
0,366 |
0,306 |
0,477 |
|
0,996 |
5,133 |
50,133 |
-0,95 |
0,838 |
0,359 |
0,250 |
0,437 |
|
0,984 |
10,160 |
55,160 |
-1,9 |
0,701 |
0,333 |
0,153 |
0,366 |
|
0,938 |
20,320 |
65,320 |
-3,8 |
0,492 |
0,256 |
0,019 |
0,257 |
|
0,759 |
40,639 |
85,639 |
-7,6 |
0,242 |
0,102 |
-0,075 |
0,126 |
|
0,152 |
81,278 |
126,278 |
-12,67 |
0,094 |
0,000 |
-0,049 |
0,049 |
|
-0,713 |
135,500 |
180,500 |
-17,74 |
0,036 |
-0,016 |
-0,011 |
0,019 |
He=16,831 |
-0,986 |
170,279 |
215,279 |
-22,81 |
0,014 |
-0,007 |
0,002 |
0,007 |
|
|
|
|
-27,87 |
0,006 |
-0,001 |
0,003 |
0,003 |
|
|
|
|
-32,94 |
0,002 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
|
|
|
-38,01 |
0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-43,08 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-48,15 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-53,21 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-57,01 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-58,92 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-60,18 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
*) oś z jest skierowana do góry, w obliczeniach przyjmujemy wartości ujemne
Tab. 3b
Pionowy rozkład prędkości prądów dryfowych w Zatoce Fińskiej Morza Bałtyckiego w dniu 06/06/2000.
Z[m] |
exp(πz/He) |
UE[ms-1] |
VE[ms-1] |
V[ms-1] |
głębokość He |
cos(πz/He) |
acos() |
45+acos() |
0 |
1,000 |
0,020 |
0,020 |
0,028 |
|
1,000 |
0,000 |
45,000 |
-0,16 |
0,971 |
0,020 |
0,019 |
0,027 |
|
1,000 |
1,711 |
46,711 |
-0,48 |
0,914 |
0,020 |
0,016 |
0,026 |
|
0,996 |
5,133 |
50,133 |
-0,95 |
0,838 |
0,019 |
0,013 |
0,024 |
|
0,984 |
10,160 |
55,160 |
-1,9 |
0,701 |
0,018 |
0,008 |
0,020 |
|
0,938 |
20,320 |
65,320 |
-3,8 |
0,492 |
0,014 |
0,001 |
0,014 |
|
0,759 |
40,639 |
85,639 |
-7,6 |
0,242 |
0,005 |
-0,004 |
0,007 |
|
0,152 |
81,278 |
126,278 |
-12,67 |
0,094 |
0,000 |
-0,003 |
0,003 |
|
-0,713 |
135,500 |
180,500 |
-17,74 |
0,036 |
-0,001 |
-0,001 |
0,001 |
He=16,831 |
-0,986 |
170,279 |
215,279 |
-22,81 |
0,014 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-27,87 |
0,006 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-32,94 |
0,002 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-38,01 |
0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-43,08 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-48,15 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-53,21 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-57,01 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-58,92 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
-60,18 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
|
|
|
*) oś z jest skierowana do góry, w obliczeniach przyjmujemy wartości ujemne
Rys. 1 Pionowy rozkład prądów dryfowych w Zatoce Fińskiej Morza Bałtyckiego 4. i 6. czerwca 2000 roku
04/06/2000 wiatr 12,5 m/s
06/06/2000 wiatr 2,9 m/s
Wyszukiwarka