ON TRANSPORTS DRIVEN BY TIME-VARYING WINDS IN HORIZONTALLY UNBOUNDED SHALLOW SEAS

시간변화적 바람에 따른 넓은 천해에서의 해수유랑

We present theoretical models for the unstedy transports driven by the time-varying wind stress in horizontally unbounded shallow seas of an uniform depth. We derive linearized transport equations that inchude the acceleration, the Coriolis firce, the wind stress and the bottom friction. The steady transport in a shallow sea is different from the classical Ekman transport because of a presence of non-negligible bottom fricttttion. The transient reansport and an inertial oscillation of which frequency of rotation is the same as the frequency of the wind stress forcing. The transprt associated with a wind stress of which direction changes linearlywith time is decribed by a superpoeition so a free inertial oscillation with a pweiod of one inertial day, The theoretical models of the transports are useful in understanding the time-varying currents and the transports of nutrients in shallow seas.

수평적으로 무한히 넓은 천해에 시간에 따라 크기와 방향이 바뀌는 바람이 불 때의 해수의 유량transports)에 대한 이론적인 계산을 할 수 있는 모델을 만들 었다. 이 모델에서 사용하는 선형화된 이론식은 가속력, 편향력(Coriolis force), 바람의 응력(wind stress) 및 저면 마찰력을 포함하고 있으며, 이 모델로부터 해수 유량에 대한 다음과 같은 결과를 얻었다. 일정한 바람이 계속 불 때의 해수유량은 해저면 마찰로 인하여 바람 오른쪽 방향 90 보다 작다. 바람이 불기 시작한 후의 천이상태(transient state)의 유량은 정상류적(steady)인 에크만류( Ekman current) 에다가 시간이 지남에 따라서 크기가 감소하는 관성진동(inertial oscillation)과의 합성으로 나타난다. 바람의 크기가 정현적(sinrsoidal)으로 바뀌는 경우는 유량 벡터 는 바람 변화의 주기와 같은 시간동안 일주회전을 하는 유량타원(transport ellipse) 을 그린다. 바람의 방향이 바뀔 경우 해수유량은 자유관성진동(free inertial oscillation)과 강제진동의 합으로 나타나는데, 이 경우 강제진동의 주기는 바람 방향의 회전주기(rotation period)와 같다. 이 이론적인 해수유량모델은 해에서 시간에 따라 바람이 바뀔 경우 해수와 영양염의 이동에 대한 해석을 하는데 유용 하다.