التيار المتولد من الرياح

التيار الناتج عن الرياح هو تدفق في المسطحات المائية يتولد بفعل احتكاك الرياح بسطحها. يمكن للرياح أن تولد تيارات سطحية في المسطحات المائية مهما كان حجمها. يعتمد عمق التيار وقوته على قوة الرياح ومدتها، وعلى الاحتكاك وفقدان اللزوجة، ^{[ 1 ]} ولكنه محدود  بعمق 400 متر تقريبًا وفقًا لآلية التولد، وإلى أعماق أقل في المياه الضحلة. ^{[ 2 ]} يتأثر اتجاه التدفق بتأثير كوريوليس ، وينحرف إلى يمين اتجاه الرياح في نصف الكرة الشمالي، وإلى يساره في نصف الكرة الجنوبي. يمكن للتيار الناتج عن الرياح أن يُحدث تدفقات مائية ثانوية على شكل تيارات صاعدة وهابطة ، وتدفقات جيوستروفية ، وتيارات حدودية غربية . ^{[ 1 ]}

يؤدي الاحتكاك بين الرياح والسطح العلوي للمسطح المائي إلى سحب سطح الماء مع الرياح. وتُمارس الطبقة السطحية مقاومة لزجة على الماء أسفلها مباشرةً، مما ينقل جزءًا من الزخم. وتستمر هذه العملية نزولًا، مع انخفاض مستمر في سرعة التدفق مع ازدياد العمق نتيجةً لتبدد الطاقة. ويتسبب تأثير القصور الذاتي الناتج عن دوران الكوكب في انحراف اتجاه التدفق مع ازدياد العمق نحو اليمين في نصف الكرة الشمالي ونحو اليسار في نصف الكرة الجنوبي. تُسمى آلية الانحراف هذه بتأثير كوريوليس ، ويُسمى تغير سرعة التدفق مع العمق بحلزون إيكمان . ويختلف هذا التأثير باختلاف خط العرض، حيث يكون ضعيفًا جدًا عند خط الاستواء ويزداد قوةً مع ازدياد خط العرض. ويُعرف التدفق الناتج عن هذه الآلية بنقل إيكمان . ^{[ 1 ]}

تتسبب الرياح المستمرة التي تهب عبر امتداد طويل في المياه العميقة لفترة كافية لتكوين تدفق مستقر في تحرك المياه السطحية بزاوية 45 درجة بالنسبة لاتجاه الرياح. ومع تغير اتجاه التدفق مع العمق، تتحرك المياه عموديًا على اتجاه الرياح على  عمق يتراوح بين 100 و150 مترًا تقريبًا، ثم تنخفض سرعة التدفق إلى حوالي 4% من سرعة التدفق السطحي على عمق يتراوح بين 330 و400  متر تقريبًا، حيث يكون اتجاه التدفق معاكسًا لاتجاه الرياح، ودون هذا العمق يُعتبر تأثير الرياح على التيار ضئيلاً. ويكون صافي تدفق المياه عبر السماكة الفعالة للتيار في هذه الظروف عموديًا على اتجاه الرياح. وتُنشئ الرياح السائدة الثابتة تيارات سطحية دائرية مستمرة في نصفي الكرة الأرضية، وعندما يكون التيار محصورًا بكتل أرضية قارية، تكون الدوامات الناتجة محدودة في امتدادها الطولي. ^{[ 1 ] [ 2 ]} أما الرياح الموسمية والمحلية فتُسبب تيارات أصغر حجمًا وعابرة عمومًا، تتلاشى بعد أن تهدأ الرياح المحركة.

تختلف الظروف الفعلية غالبًا، إذ تتفاوت قوة الرياح واتجاهها، وقد لا يكون العمق كافيًا لتكوين الدوامة الكاملة، بحيث قد تصل الزاوية بين اتجاه الرياح وحركة المياه السطحية إلى 15 درجة فقط. وفي المياه العميقة، تزداد الزاوية وتقترب من 45 درجة. ويمكن أن يمنع وجود طبقة فاصلة مستقرة انتقال الطاقة الحركية إلى المياه العميقة، مما يحدد حدًا أقصى لعمق التيارات السطحية. ^{[ 1 ]}

يؤدي التدفق الصافي للمياه الضحلة إلى الداخل في الدوامة إلى انحدار مستوى السطح تدريجياً نحو المركز. وهذا يُحدث تدرجاً أفقياً في الضغط يؤدي إلى تدفق جيستروفي متوازن . ^{[ 1 ]}

تيارات الحدود

التيارات الحدودية هي تيارات محيطية تتحدد ديناميكيتها بوجود خط ساحلي ، وتنقسم إلى فئتين متميزتين:

تُعدّ تيارات الحدود الشرقية تيارات ضحلة وعريضة وبطيئة التدفق نسبيًا، تقع على الجانب الشرقي من الأحواض المحيطية على طول السواحل الغربية للقارات. تتدفق تيارات الحدود الشرقية شبه الاستوائية باتجاه خط الاستواء، ناقلةً المياه الباردة من خطوط العرض العليا إلى خطوط العرض الدنيا؛ ومن أمثلتها تيار بنغويلا ، وتيار الكناري ، وتيار هومبولت ، وتيار كاليفورنيا . يؤدي صعود المياه الساحلية الناتج عن التدفق البحري بفعل نقل إيكمان، حيث يتوازى اتجاه الرياح السائدة مع خط الساحل، إلى جلب مياه غنية بالمغذيات إلى مناطق تيارات الحدود الشرقية، مما يجعلها مناطق عالية الإنتاجية.

تيارات الحدود الغربية هي تيارات دافئة وعميقة وضيقة وسريعة التدفق تتشكل على الجانب الغربي من أحواض المحيطات نتيجة لتكثيف التيارات الغربية . وهي تحمل المياه الدافئة من المناطق الاستوائية باتجاه القطبين. ومن أمثلتها تيار الخليج ، وتيار أغولهاس ، وتيار كوروشيو .

التكثيف الغربي هو تأثير على الذراع الغربي للتيار المحيطي، وخاصةً الدوامة الكبيرة في حوض المحيط. تهب الرياح التجارية غربًا في المناطق الاستوائية، بينما تهب الرياح الغربية شرقًا في خطوط العرض المتوسطة. يُولّد هذا ضغطًا على سطح المحيط مع دوران في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي، مما يُسبب نقل سفيردروب باتجاه المناطق الاستوائية. يؤدي حفظ الكتلة والدوامية الكامنة إلى موازنة هذا النقل بتيار قطبي ضيق وكثيف، يتدفق على طول الساحل الغربي، مما يسمح للدوامية الناتجة عن الاحتكاك الساحلي بموازنة مدخلات دوامية الرياح. ينطبق التأثير المعاكس على الدوامات القطبية - حيث ينعكس اتجاه دوران ضغط الرياح واتجاه التيارات الناتجة. تكون التيارات الرئيسية على الجانب الغربي (مثل تيار الخليج في شمال المحيط الأطلسي ) أقوى من تلك الموجودة في الجانب المقابل (مثل تيار كاليفورنيا في شمال المحيط الهادئ ).

تيارات صاعدة مدفوعة بالرياح

عندما يكون صافي نقل إيكمان على طول خط ساحلي باتجاه البحر، يكون التدفق التعويضي ممكناً من الأسفل، مما يؤدي إلى صعود المياه القاعية، والتي تميل إلى أن تكون غنية بالمغذيات لأنها تأتي من المناطق ذات الإضاءة الضعيفة حيث تكون عملية التمثيل الضوئي ضئيلة.

يرتبط صعود المياه عند خط الاستواء بمنطقة التقارب المداري (ITCZ) التي تتحرك موسمياً، وبالتالي، غالباً ما تقع شمال أو جنوب خط الاستواء مباشرةً. تهب الرياح التجارية الشرقية من الشمال الشرقي والجنوب الشرقي وتتقارب على طول خط الاستواء متجهةً غرباً لتشكيل منطقة التقارب المداري. على الرغم من عدم وجود قوى كوريوليس على طول خط الاستواء، إلا أن صعود المياه لا يزال يحدث شمال وجنوب خط الاستواء مباشرةً. ينتج عن ذلك تباعد، حيث تصعد المياه الأكثر كثافةً وغنىً بالمغذيات من الأسفل. ^{[ 3 ]}

تيارات هابطة في المحيط

يحدث الهبوط المائي في المناطق المضادة للأعاصير في المحيط، حيث تتسبب حلقات اللب الدافئ في تقارب المياه السطحية ودفعها نحو الأسفل، أو عندما تدفع الرياح مياه البحر باتجاه الساحل. وتتميز المناطق التي تشهد هبوطًا مائيًا بانخفاض إنتاجيتها عمومًا، لأن العناصر الغذائية الموجودة في عمود الماء تُستهلك ولا يُعاد تزويدها بمياه غنية بالعناصر الغذائية من أعماق أكبر. ^{[ 4 ]}

الحدود الغربية

• تيار الخليج – تيار المحيط الأطلسي الدافئ ^{[ 5 ]} 
• تيار أغولهاس – تيار جنوب غرب المحيط الهندي قبالة الساحل الشرقي لأفريقيا ^{[ 5 ]} 
• تيار كوروشيو – تيار يتدفق شمالاً في شمال غرب المحيط الهادئ ^{[ 5 ]} 

الحدود الشرقية

• تيار بنغويلا – تيار محيطي في جنوب المحيط الأطلسي ^{[ 5 ]} 
• تيار هومبولت – تيار المحيط الهادئ ^{[ 5 ]} 
• تيار كاليفورنيا – تيار المحيط الهادئ ^{[ 5 ]} 

خط الاستواء

• التيار الاستوائي الشمالي – تيار في المحيطين الهادئ والأطلسي ^{[ 5 ]} 
• التيار الاستوائي الجنوبي – تيار محيطي في المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والمحيط الهندي ^{[ 5 ]} 

القطب الشمالي

المحيط الأطلسي

• تيار الكناري – تيار سطحي مدفوع بالرياح وهو جزء من دوامة شمال الأطلسي ^{[ 5 ]} 

المحيط الهادئ

الجنوب

• التيار القطبي الجنوبي ، المعروف أيضًا باسم تيار الرياح الغربية - تيار محيطي يتدفق في اتجاه عقارب الساعة من الغرب إلى الشرق حول القارة القطبية الجنوبية ^{[ 5 ].} 

الدوامات المحيطية

• دوامة بوفورت – تيار محيطي مدفوع بالرياح في المنطقة القطبية للمحيط المتجمد الشمالي 
• دوامة المحيط الهندي – دوامة محيطية رئيسية في المحيط الهندي 
• دوامة شمال الأطلسي – نظام دائري رئيسي للتيارات المحيطية 
• دوامة شمال المحيط الهادئ – نظام دوران رئيسي للتيارات المحيطية 
• دوامة روس – نظام دوران التيارات المحيطية في بحر روس 
• الدوامة الجنوبية الأطلسية – دوامة شبه استوائية في جنوب المحيط الأطلسي 
• دوامة جنوب المحيط الهادئ – نظام دوران رئيسي للتيارات المحيطية 
• دوامة ويديل – إحدى الدوامتين داخل المحيط الجنوبي 

• تيارات سطحية ناتجة عن الرياح المحلية
• تيارات صاعدة مدفوعة بالرياح المحلية والسائدة.

• التيار (المجرى المائي) – تدفق المياه في مجرى مائي طبيعي بفعل الجاذبية 
• التدفق الهابط – حركة سائل ما إلى أسفل داخل سائل آخر 
• التيار الجيوستروفي – تدفق محيطي تتوازن فيه قوة تدرج الضغط مع تأثير كوريوليس 
• الدوران الحراري المائي – دوران الماء الناتج عن التبادل الحراري 
• التيار المحيطي – التدفق الكتلي الاتجاهي للمياه المحيطية 
• الدوران الحراري الملحي – جزء من دوران المحيطات واسع النطاق 
• الصعود - ظاهرة محيطية تتمثل في حركة مياه المحيط بفعل الرياح