خطوات الاستخدام
أدخل سرعة الرياح الموازية للساحل بوحدة متر في الثانية (م/ث). هذه السرعة تمثل مركبة الرياح التي تعمل على دفع المياه السطحية بعيداً عن الساحل بسبب تأثير كوريوليس، مما يؤدي إلى صعود المياه الباردة والغنية بالمغذيات من الأعماق.
أدخل طول الخط الساحلي بوحدة الكيلومتر (كم). يمثل هذا الطول الجزء من الساحل الذي يتم حساب مؤشر الصعود المائي له. كلما زاد طول الساحل، زاد حجم المياه الصاعدة، لذا يستخدم هذا المدخل لتحويل النقل الإيكماني (م²/ث) إلى حجم مياه لكل وحدة زمن ولكل كيلومتر من الساحل.
تقوم الحاسبة بحساب مؤشر الصعود المائي باستخدام المعادلة: مؤشر الصعود (م³/ث/كم) = (سرعة الرياح² * معامل الجر * كثافة الهواء)/(كثافة الماء * معامل كوريوليس) * 1000. حيث يتم افتراض قيم ثابتة نموذجية: كثافة الهواء = 1.2 كغ/م³، معامل الجر = 0.0013، كثافة الماء = 1025 كغ/م³، معامل كوريوليس عند خط عرض 30° شمالاً ≈ 7.27×10⁻⁵ راديان/ث. الناتج النهائي يعطي حجم المياه الصاعدة لكل ثانية ولكل كيلومتر من الساحل.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على مؤشر الصعود المائي بخطوات الحل كاملة.
الحل
نحسب أولاً الإجهاد الريحي: τ_y = ρ_air * Cd * u² = 1.2 * 0.0013 * 8² = 0.09984 نيوتن/م². ثم النقل الإيكماني: Ek = τ_y / (ρ_water * f) = 0.09984 / (1025 * 7.27e-5) ≈ 0.09984 / 0.0745 ≈ 1.34 م²/ث. هذا هو حجم المياه الصاعدة لكل متر من عرض الساحل. للحصول على الحجم لكل كيلومتر، نضرب في 1000: 1.34 * 1000 = 1340 م³/ث لكل كيلومتر من الساحل. إذن مؤشر الصعود = 1340 م³/ث/كم. يلاحظ أن هذه القيمة مرتفعة نسبياً، مما يدل على صعود مائي قوي.
الحل
بما أن الإجهاد الريحي يتناسب مع مربع السرعة، فإن مضاعفة السرعة من 8 إلى 16 م/ث تزيد الإجهاد أربع مرات. نحسب: τ_y = 1.2 * 0.0013 * 256 = 0.39936 نيوتن/م². النقل الإيكماني = 0.39936 / (1025 * 7.27e-5) ≈ 0.39936 / 0.0745 ≈ 5.36 م²/ث. مؤشر الصعود لكل كيلومتر = 5.36 * 1000 = 5360 م³/ث/كم. أي أن المؤشر زاد بنسبة 4 مرات تقريباً (1340 إلى 5360)، مما يبين العلاقة التربيعية بين سرعة الرياح وقوة الصعود.