El transporte horizontal neto de agua de mar en la parte superior del océano resultante del equilibrio entre la tensión del viento, el efecto de Coriolis y la mezcla turbulenta vertical dentro de la capa de Ekman; el transporte integrado suele dirigirse 90° a la derecha del viento en el Hemisferio Norte y 90° a la izquierda en el Hemisferio Sur.

Principio

La tensión del viento aplicada en la superficie se redistribuye con la profundidad por la viscosidad turbulenta frente a la desviación de Coriolis, produciendo una espiral de Ekman de velocidades cuyo integral vertical proporciona un transporte neto perpendicular a la dirección del viento; la magnitud depende de la tensión del viento y de las propiedades friccionales de la capa.

Demostración

Vientos a lo largo de la costa que generan transporte de Ekman hacia mar adentro provocan surgencia costera cuando las aguas superficiales son desplazadas mar adentro y reemplazadas por aguas profundas ricas en nutrientes, alimentando una mayor productividad primaria y pesquerías.

Aplicación incorrecta

Suponer que las fórmulas de Ekman se aplican sin cambios en el ecuador (donde f ≈ 0), en capas superficiales fuertemente estratificadas o delgadas, o confundir el vector de velocidad de superficie de Ekman (ángulo de la espiral) con la dirección y magnitud del transporte integrado verticalmente.

Consecuencia

Desempeña un papel principal en la surgencia y sumersión impulsadas por el viento, redistribuye calor y propiedades biogeoquímicas cerca de la superficie, configura la productividad costera y la dinámica de los ecosistemas e influye en los patrones de temperatura de la superficie marina relevantes para el clima.

Inversión

Cuando se elimina la tensión del viento o el efecto de Coriolis es insignificante, el transporte se alinea con la fuerza directa del viento (o se vuelve insignificante); una reversión en la dirección del viento produce un transporte de Ekman opuesto y puede cambiar a una región entre surgencia y sumersión.

Límite

Se aplica a la capa de Ekman turbulenta en la superficie del océano y no es válido para flujos geostróficos profundos, flujos de capa límite dominados por la geometría costera o situaciones donde ondas internas o remolinos mesoscale dominan el transporte.

Tensión semántica

Puede confundirse con la deriva de Stokes (dériva lagrangiana impulsada por oleaje) o con la deriva superficial por acción directa del viento; la tensión está entre transporte de masa (Ekman) versus deriva de partículas y entre transporte integrado por capa y vectores de velocidad locales.

Síntesis

El transporte de Ekman describe cómo la tensión del viento, la desviación de Coriolis y la mezcla turbulenta vertical se combinan para producir un transporte neto perpendicular al viento en la capa superficial, impulsando fenómenos clave como la surgencia costera y configurando las distribuciones biogeoquímicas de la superficie.