艾克曼海水運動（Ekman Current）

艾克曼海水運動（Ekman Current）
臺北市立南湖高級中學地球科學科董家莒教師

極表層的洋流主要是由風吹海面所造成，當風吹拂海面時，水與風之間的摩擦力導致表層海水流動，海水在流動的同時，一方面因為科氏力的影響會向右偏約45度（南半球向左偏），另一方面摩擦力也會帶動下一層的海水運動，然後一層帶動一層，流速隨深度逐漸減小，流向亦隨深度增加而呈順時針（南半球逆時針）旋轉，一直到摩擦力影響不了的深度，使各層海水的流向形成螺旋狀的分布，即為艾克曼螺旋（Ekman Spiral）。被驅動的整層水平均流動方向會往風的右邊90度前進（南半球偏左），我們稱為艾克曼傳輸（Ekman Current）。

值得注意的是，海水摩擦力的影響隨著深度增加呈現指數衰減，使吹送流直接受風的影響深度大約數十公尺，那為何大洋周圍的吹送流（例如黑潮）影響深度動則達數百公尺。以北太平洋低緯度地區為例，吹送流以順時針方向繞著大陸邊緣流動，此時艾克曼傳輸正朝向大洋中央區域，這樣輸送的結果使得北太平洋低緯度中央區域水位堆高，而大陸邊緣地區水位相對較低，產生了大洋中央向邊緣地區水平方向的壓力梯度（pressure gradient），這樣的梯度力再與科氏力達平衡的結果，就使得北太平洋低緯度地區海水呈現順時針方向繞著大陸邊緣流動，這種水壓梯度力與科氏力平衡所造成的海流影響深度可達數百公尺，一般稱之為地衡流（geostrophic Current）。

參考資料：
1. The world ocean – an introduction to oceanography（1981）william A. anikouchine & richard W. sternberg, p.199-204.
2. 國科會KEEP 計劃資料庫。黑潮陸棚邊緣交換過程研究。
3. 台北市高級中學科學教育輔導網地球科學輔導團。http://resource.blsh.tp.edu.tw/taipei-earth/