埃克曼文档
的埃克曼函数估计埃克曼输送以及10米风的上升流/下升流。
参见:windstress而且cdtcurl．
内容
语法
[问题,我们已经]=埃克曼(纬度、经度、u10 v10)[问题,我们已经]=埃克曼(…,Cd, Cd)[问题,我们已经]=埃克曼(…,ρ,waterDensity)[问题,已经,我们,德]=埃克曼(…)
描述
[UE,VE,wE] = ekman(lat,lon,u10,v10)估计地带性(问题， m^2/s)和经向(已经， m^2/s) Ekman层沿垂直速度(我们， m/s)与Ekman泵浦有关。正的值我们表明上涌。输入纬度而且朗必须为二维网格，其尺寸为纬向(u10， m/s)和经向(v10， m/s)地表以上10米处的风速。风速自动转换为风应力windstress然后进行埃克曼输运计算。输入u10而且v102D网格可以和纬度而且朗，也可以是前两个维度对应的三维矩阵纬度而且朗，第三个维度对应时间。
[UE,VE,wE] = ekman(…，'Cd'，Cd)指定风应力计算的阻力系数。Cd可以是维数匹配的标量或矩阵u10而且v10．默认的Cd是1.25 e - 3．
[UE,VE,wE] = ekman(…，'rho'，水密度)指定水密度。默认是1025公斤/立方米。
[UE,VE,wE,dE] = ekman(…)还给出了近似的埃克曼层深度德．
例子
这是一些风和海面温度的数据。装载并绘制海面温度和风。下面是我使用的imagescn为了使南值是透明的，但是您可以使用普通的显示亮度图像如果你愿意的话。颜色映射由cmocean函数(Thyng等，2016)．为了获得我正在使用的深灰色的RGB值rgb．
负载pacific_wind.mat图imagescn(lon, latat,sst)轴图像%(删除多余的空白并将纵横比设置为1:1)cmocean热%设置颜色映射Cb = colorbar;ylabel (cb、海面温度({\circ}C))举行在quiversc(经度、纬度、u10 v10,“颜色”rgb (深灰色的）)
为防止任何可能的尺寸混淆，埃克曼函数不接受lat和lon作为向量，所以我们必须进行转换纬度而且朗到二维网格meshgrid然后计算埃克曼输运。
[Lon,Lat] =网格(Lon,Lat);[UE,VE,wE] = ekman(Lat,Lon,u10,v10);
警告:您包含了一些与赤道10度以内的数据点。有人说埃克曼公式在距离赤道10度以内是无效的，也有人说埃克曼公式在距离赤道2度或3度以内是有效的。没有明确定义的截止纬度，但问题是埃克曼除以科里奥利频率，科里奥利频率在赤道趋于零。
(注意当纬度在赤道10度以内时出现的警告。)
绘制垂直速度我们在掩盖了土地价值之后。方便,我们风场数据集已经南只要有土地，我们就能利用风场做一个面具。(如果数据集没有包含一个明确的方法来区分陆地和海洋，我们可以直接使用岛相反)。
%掩盖土地价值:wE(isnan(sst)) = nan;图imagescn(经度,纬度,我们* 1 e7);轴图像Caxis ([-1 1]*40) cmocean-它Cb = colorbar;ylabel (cb、'埃克曼速度m x 10^{-7}/s'）
加利福尼亚海岸上升流
加利福尼亚海岸附近的上升流对气候和生物学来说是一个重要的过程。让我们仔细看看:
轴([-140 -107 22 45])
蓝色区域对应上升流，是地表水发散输送的结果。让我们像以前一样用深灰色绘制风向量，但现在我们也将埃克曼传输绘制为红色向量:
持有在绘制风向量:quiversc(经度、纬度、u10 v10,“颜色”rgb (深灰色的));%图Ekman传输向量:quiversc(经度、纬度、问题、VE、“颜色”rgb (亮红色的));
正如我们预期的那样，北半球的表层输送与风向向右90度，这就是推动埃克曼上升流的原因。
模仿凯斯勒
类似地，让我们看看由分析的区域凯斯勒2002年．我们将重现Kessler的图6b，它以米/月为单位绘制上升流。一个月有2629800秒，所以我们要相乘我们在修容之前按这个数字。此外，Kessler的颜色轴是非线性的，所以我们将使用它们的轮廓值，但我不打算担心拉伸和压缩颜色条以匹配Kessler。
Cvals = [-40 -20 -10 -5 -2.5 -1 -2.5 5 10 20 40];图contourf(经度,纬度,我们* 2629800,cvals);轴xy图像Caxis ([-1 1]*40) cb = colorbar;ylabel (cb、埃克曼速度m/月轴([-110 -80 8 23])设置颜色:colormap (rgb (“黄色”，“橙”，“红色”，“粉红色”，淡粉色的，“白色”，.．.“淡蓝色”，“淡蓝色”，“蓝”，“青色”，“青色光”));边界(“国家”，“facecolor”rgb (“灰色”）)
注意:由于上升流和下流流是同一枚硬币的两面，因此最好使用真正发散的、感知上一致的色图，例如cmocean函数。尽管如此，我们试图模仿出版的情节，所以定义颜色rgb是最简单的解决方法。
参考文献
威廉·S·凯斯勒“东北热带太平洋平均三维环流。”物理海洋学报32.9(2002):2457-2471。1520 - 0485 - 32.9.2457 doi: 10.1175 /．
Thyng, k.m.， C.A. Greene, R.D. Hetland, H.M. Zimmerle和S.F. DiMarco。2016.海洋学的真实颜色:有效和准确的色图选择指南。海洋学29(3):第四,doi: 10.5670 / oceanog.2016.66．
作者信息
的埃克曼函数和支持文档由金宝app查德·a·格林德克萨斯大学奥斯汀分校(UTIG)， 2017年2月。