普朗特數

[拼音]：Aikeman piaoliu

[英文]：Ekman drift current

理想化的無邊界、無限深和密度均勻的海洋，因海面受穩定的風長時間吹刮，出現鉛直湍流而產生的水平湍流摩擦力，與地轉偏向力平衡時出現的海流。

1893～1896年，挪威海洋調查船“前進”號橫越北冰洋時，F.南森觀察到冰山不是順風漂移，而是沿著風向右方20°～40°的方向移動。1905年，V.W.埃克曼研究了這種現象，得出了著名的埃克曼漂流理論。

海面風力對海水的攪拌混和，使風的動量通過海面傳給表面的海水後，因海水的粘滯性，依次傳給下層的海水，使後者也流動起來。由於地轉偏向力的作用，在北（南）半球，埃克曼漂流的表面流速，偏於風向右(左)方45°。表層以下的海水隨著深度的增加， 流向不斷右（左）偏，流速也不斷減小，直至某深度處流向和表面流向完全相反時，流速便約為表面流速的4％。此深度稱為摩擦影響深度。從海面至此深度處的水層稱為埃克曼層，摩擦影響深度又稱為埃克曼層深度。埃克曼漂流的流速矢端在空間所構成的曲線稱為埃克曼螺旋，其在水平面上的投影便稱為埃克曼螺線（見圖）。

埃克曼觀測到:北（南）緯度超過10°處的漂流的表面流速V0，與風速W 間的經驗關係為

代入埃克曼漂流理論的表面流速公式中，便可求得埃克曼層深度的經驗式：

式中D和W 的單位分別為米和米/秒。

埃克曼漂流的流速，雖然隨深度的增加而改變其方向，但其在埃克曼層中總流量的方向，在北（南）半球則位於風向的右（左）方並與風向垂直。

埃克曼漂流雖然是一種理想海流，但它能近似地反映出大洋近表層的海水在行星風系作用下的風海流，且能近似地反映出大洋的深厚的下層海水中有密度流和地轉流同時存在。由於大洋表面的行星風系隨緯度而改變其風向和風速，風應力渦度的方向和強弱，也都隨緯度而變，這就產生埃克曼漂流總流量的輻聚或輻散。雖然在表層的鉛直流速較小，但在埃克曼層底部與下層的近似地轉流之間，卻產生向下或向上的鉛直流動，這就是埃克曼泵吸作用。

由密度分佈不均勻所產生的，流速的大小隨深度而改變的地轉流，或由海面增水所產生的，流速的大小不隨深度而改變的傾斜流，在接近海底處的流速會因海底摩擦力和地轉偏向力的作用，而產生和埃克曼漂流相似的底埃克曼漂流、底埃克曼層、底埃克曼螺旋和底埃克曼螺線。底埃克曼層的厚度和埃克曼層相同，但底埃克曼螺旋和底埃克曼螺線的轉向則正好分別與埃克曼螺旋和埃克曼螺線相反，其轉向在北（南）半球偏於風向的左（右）方。

海洋深度等於或超過2D 時的埃克曼漂流，稱為無限深海漂流，反之稱為有限深海漂流。後者的表面流速視海的深淺而不同，其流向在北（南）半球偏於風向的右（左）方，偏角小於45°，甚至幾乎平行於風向。總流量的方向不與風向垂直，但有與風向垂直的分量，它可產生沿岸的升降流和平行於海岸的傾斜流。後者在近海底處受底摩擦的影響，因而產生底埃克曼漂流。

參考書目

H.U.Sverdrup， M.W.Johnson， R.H.Fleming， The Oceans， Their Physics， Chemistry andGeneralBiology，Prentice-Hall，New York，1946.

P.Stephen，G.L.Pickard，Introductory DynamicalOceanography，Pergamon Press，New York，1983.