在摩擦层中风随高度的变化,既受摩擦力随高度变化的影响,又受气压梯度力随高度变化的影响。假若各高度上的气压梯度力都相同,由于摩擦力随高度不断减小,其风速将随高度增高逐渐增大,风向随高度增高不断向右偏转(北半球),到摩擦层顶部风速接近于地转风,风向与等压线相平行。
根据理论计算和实测资料,可以得到北半球摩擦层中在不考虑气压梯度力随高度改变时,风随高度变化的图像(如图1)。图中V1、V2、V3⋯代表自地面起各高度的风向、风速矢量,接连各风矢量终点的平滑曲线,称为埃克曼螺线(Ekman spiral),是风速矢端迹图。