Salah satu proses pergerakan arus laut oleh angin adalah pergerakan Ekman yang seringkali mendorong adanya upwelling dan downwelling di tepi pantai.
Proses Ekman spiral akibat dorongan angin permukaan atau transfer dari momentum gerak angin ke arus laut dan diamati oleh Fridjof Nansen yang melihat bahwa bongkahan es di laut bergerak 20 – 40 derajat ke kanan dari arah angin. Dia lalu memberikan hasi observasinya kepada Vagn Walfrid Ekman (1905).
Akibat pengaruh gaya Coriolis, arus permukaan bergerak 45 derajat dari arah angin dan energi dinamis di salurkan ke lapisan laut yang lebih dalam. Energi diserap oleh gesekan pada kedalaman dimana kecepatan menurun menurut kedalaman dan akhirnya kecepatan masa air adalah 0 pada kedalaman Ekman.
Gaya Coriolis menyebabkan penyimpangan berturut turut ke kedalaman sementara juga menyalurkan energi ke lapisan lebih dalam lagi (ekman spiral). Gerak masa air secara umum mengarah 90 derajat dari arah angin. Asumsi utama dari pergerakan Ekman adalah luas wilayah yang sangat luas dan sangat dalam (tidak ada friksi dengan dasar laut atau pantai).
Kedalaman proses ini dapat terjadi hingga 200 m dibawah muka laut. Sifat pergerakan Ekman ini dapat diilustrasikan dengan pola perubahan atas kue lapis apabila kita memberikan tekanan pada salah satu ujung pada lapisan paling atas dari kue lapis tersebut.
Akibat tekanan yang ada akan terjadi pembelokan gaya tekan (deflection)antara lapisan teratas dengan lapisan di bawahnya dan di bawahnya lagi.
Secara umum ada empat faktor yang menyebabkan terjadinya efek spiral Ekman pada arus laut yaitu: angin, gaya antar lapisan dari atas, pengaruh arah terhadap aliran per lapisan, Efek Coriolis. Secara lokal pergerakan Ekman dapat terjadi pada garis pantai karena hembusan angin darat dan laut, tergantung pada musim saat angin bertiup.
Pada kenyataannya angin monsun yang bergerak sejajar dengan garis pantai seperti pantai selatan pulau Jawa sering memberikan efek Coriolis yang menyebabkan aliran menjauh garis pantai pada muka laut dan menyebabkan proses upwelling.
