Deutsche Hydrografische Zeitschrift

, Volume 9, Issue 2, pp 66–78 | Cite as

Zum Problem der „Dynamischen Bezugsfläche“, insbesondere im Golfstromgebiet

  • Gerhard Neumann
Article

Zusammenfassung

In der Ozeanographie ist cs üblich, als „dynamische Bezugsfläche“ eine „Nullfläche“ zu wählen, d. h. eine Fläche im baroklinen Ozean, in der die Geschwindigkeit der Strömung verschwindet. Die Kenntnis dieser Tiefe, also der Untergrenze des Strömungssystems, ist nicht nur eine Voraussetzung für die Berechnung absoluter Strömungen nach der klassischen Methode, sondern auch wichtig für eine Analyse der Dynamik ozeanischer Zirkulationsvorgänge.

Bei der theoretischen Behandlung cines vertikal und horizontal geschichteten Ozeans mit Hilfe der vertikal integrierten Bewegungsgleichungen treten Glieder auf, die eine Kenntnis der Tiefenlage des Strömungssystems voraussetzen. Nur im Falle sehr spezieller Bedingungen oder einer konstanten Tiefe des Zirkulationssystems verschwinden die von der Untergrenze abhängigen Glieder.

In der vorliegenden Arbeit wird an einem einfachen Modell der Einfluß einer variablen Tiefe der Untergrenze des Strömungssystems auf den horizontalen Massentransport diskutiert. Ein interessantes Beispiel bietet das Stromsystem an der Ostküste von Nordamerika, wo das Feld des Golfstromes einem äquivalent-barotropen System zuzustreben scheint. Ein solches Feld erfordert einen starken Abfall der Untergrenze der Strömung von der linken zur rechten Flanke, d. h. vom Kontinentalschelf zur Sargassosee. Die so geforderte Nullfläche stimmt gut mit der nach der D efantschen Methode bestimmten überein.

On the problem of the “dynamical reference surface” with special consideration of the Gulf Stream

Summary

It has become a customary practice in oceanography to choose as a “dynamical reference surface” a “zerolevel”, that is, a surface in the barocline ocean where the current velocities vanish. The knowledge of the depth of such a surface, or of the lower boundary of the current system, is not only required for computing absolute currents according to the classical method, but it is also important for an analysis of the dynamics of the oceanic circulation.

When dealing theoretically with a stratified ocean by means of the vertically integrated equations of motion, additional terms appear in the basic equations which depend on the depth of the lower boundary of the current system. The terms which depend on the variable depth of this lower boundary would disappear only in the case of very special conditions or of a constant depth of the circulation.

The present paper discusses a simple model which shows the effect of a variable depth of the lower boundary of the current system on the horizontal mass transport. An interesting example is offered by the currents off the east coast of North America, where the current field of the Gulf Stream seems to approach an equivalent-barotropic system. Such a field requires a strong slope of the lower boundary of the current, that is, of the zero level, from the left to the right hand border, or from the continental shelf towards the Sargasso Sea. This zero level as requir ed theoretically for stationary currents agrees well with the level of no motion as determined by the method of A. Defant.

Sur le problème d'une «surface de référence dynamique» discuté en considération spéciale de la région du courant du Golfe

Résumé

Les océanographes ont pris l'habitude de choisir comme «surface de référence dynamique» un «niveau de zéro», c. a. d. une surface dans l'océan barocline où la vitesse devient nulle. La connaissance de la situation en profondeur d'une surface, donc, la limite inférieure du système de courants est non seulement indispensable au calcul des courants absolus d'après la méthode classique mais aussi importante à l'analyse de la dynamique de la circulation océanique.

Si l'on étudie théoriquement un océan stratifié en se servant des équations de mouvements verticalement intégrées, on rencontre dans les équations fondamentales des termes additionnels qui dépendent de la limite inférieure du système de courants. Ces termes qui dépendent de la profondeur variable de cette limite inférieure disparaîtront seulement en cas de conditions très spéciales ou de présence d'une profondeur constante du système de circulation.

Le travail actuel discute à l'aide d'un exemple simple l'influence qu'une profondeur variable de la limite inférieure du système de courants exersc sur le transport horizontal de masse. Le système de courants devant la côte orientale de l'Amérique du Nord où le champ du courant de Golfe semble s'approcher d'un système équivalent-barotrope en offre un exemple intéressant. Un tel champ nécessite une forte inclinaison de la limite inférieure du courant, c. a. d. une inclinaison allant du bord gauche au bord droit du niveau de zéro ou du plateau continental jusqu'à la mer des Sargasses. Ce niveau de zéro, comme il est théoriquement dérivé en cas des courants stationnaires, est en bon accord avec le niveau sans mouvement déterminé d'après la méthode de Defant.

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© Deutsches Hydrographisches Institut 1956

Authors and Affiliations

  • Gerhard Neumann

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