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스웨덴의 해양학자 V. 발프리드 에크만의 이름을 딴 이 층은 수심 약 100m까지 해당된다.

에크만은 1902년에 북극에서 바람의 이동을 설명하기 위해 만든 이론적인 모델에서 얻은 결과로 이 층의 존재를 추론했다.

바람에 의해 해수면 위에서 형성되는 마찰응력은 바람 속도의 제곱과 바람의 방향에 비례한다. 바로 이 마찰응력이 해수면을 움직이게 한다. 해양의 에크만 층 내에서, 바람의 힘은 지구의 자전에 의해 편향되는 코리올리 힘과 마찰력에 의해 균형이 이루어진다. 해수면은 풍향에 대해 45° 방향으로 움직이게 되는데, 북반구에서는 바람의 오른쪽으로, 남반구에서는 바람의 왼쪽으로 움직인다.

경계층에서 수심이 깊어짐에 따라 해류의 속도는 감소된다. 그리고 해류의 방향은 나선형을 그리며 바람의 방향에서 더 멀어지면서 회전한다. 유속이 표층해류 속도의 1/23에 해당되는 에크만 층의 바닥에 이르면 표층해류와 반대되는 방향으로 흐른다. 이것을 에크만 나선이라고 부른다. 이 현상은 일반 법칙이라기보다는 종종 특정 조건들이 충족되지 않은 상태로 나타나는 예외적 경우에 해당된다. 하지만 거의 하루 종일 바람의 세기와 방향이 고른 날에는 45°가 조금 못 되는 각도에서도 바람 작용에 의한 표층해류의 편향이 관찰되기도 한다.

에크만 층에서의 평균 해수수송은 북반구의 경우 풍향에 대해 오른쪽으로 직각이고, 남반구에서는 그 반대인 왼쪽으로 직각이다. 이 현상을 에크만 수송이라 하고, 이것의 영향은 여러 해양에서 관찰된다.

바람이 이리저리 변하기 때문에, 에크만 수송도 해수면의 수렴대와 발산대를 형성하면서 변한다. 침강(沈降) 과정에서 수렴 지역은 표층수를 아래 방향으로 가라앉힌다. 용승(湧昇) 과정에서는 발산 지역이 에크만 층 표면 아래에서 해수를 끌어올린다. 침강과 용승은 또한 바람이 해안선과 평행하게 부는 곳에서 발생한다.

세계의 주요 용승 지역은 페루와 북서부 아프리카의 해양 지역 같은 아열대 바다의 동쪽 경계를 따라 나타난다. 이러한 지역들에서의 용승 현상은 해수면을 차갑게 하고 해양 영양이 풍부한 저온의 심층수를 햇빛을 받는 해양의 표층으로 끌어올린다. 이로 인해 생물학적으로 생산성 높은 좋은 어장이 형성된다. 또한 용승 현상과 높은 생산성은 적도 지역과 남극 인근에 있는 발산 지역을 따라 발견된다. 주요한 침강 지역들은 북대서양의 사르가소 해 같은 아열대 바다에 존재한다.

그런 지역들은 영양이 부족하고 해양 생태계도 빈약하다.

에크만 층의 바닥에서 나가거나 들어오는 해수의 수직 운동은 하루에 1m 이하지만, 그것들은 바람에 의한 영향들을 더욱 깊은 해수로 확장시키기 때문에 중요하다. 용승 지역 내에서 에크만 층 아래에 있는 수괴(水塊)는 위로 올라온다. 이러한 과정은 회전하는 지구의 각운동량 보존의 법칙에 의해 수괴가 극지역으로 이동하도록 유도한다.

반대로, 침강현상은 에크만 층 아래로 수괴를 끌어내리면서 적도로의 해수 이동을 유도한다. 층화된 해수와 관련한 용승·침강 작용으로 빚어지는 또 하나의 결과는 경압성 기단이 만들어진다는 것이다. 즉 수평적 기압경도력은 온도와 염도에서의 수평적 변화량에 기인한 깊이에 따라 변한다. 표층수는 심층수보다 밀도가 낮다. 이 수렴 지역의 해수는 해수면에 언덕을 만들고 에크만 층 아래에서 확장하는 지균운동으로 특징지어지는 고기압성 해류를 움직이면서, 주변 해수의 위를 표류한다.

발산은 그 반대 현상을 만들어내어, 밀도가 낮은 해수층을 더 밀도가 높고 깊은 해수로 대체한다. 이것은 저기압성 지균류(geostrophic current : 방향의 기압경도 및 코리올리 힘과 균형을 이루고 있어 마찰의 영향권 밖에 있는 해류)를 가진 해수면의 침강을 유도한다.

바람으로 유도되는 에크만 수송에 의해 만들어진 해류 유형은 스베르드루프 수송이라고 불린다.

스베르드루프 수송은 노르웨이 해양학자 H. U. 스베르드루프의 이름을 딴 것이다. 그는 1947년에 이에 관한 기본 이론을 체계화했다. 몇 해 뒤인 1950년에 미국의 지리물리학자이자 해양학자인 월터 뭉크와 다른 학자들이 스베르드루프의 연구를 확장했다. 이 연구를 통해 그들은 동력으로서의 해수면에서의 기후학적 바람 응력 분포를 이용하여 바람에 의해 형성되는 일반적인 해류순환에 대한 주요 특징들을 설명했다.