CONSULTA Corrientes-marinas

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INTRODUCCIÓN
CIRCULACIÓN OCEÁNICA
La vida y los procesos físicos sobre el
planeta Tierra están fuertemente afectados
por los océanos, ya que el agua, ocupa
aproximadamente el 70% de la superficie
terrestre. Los océanos son importantes en el
intercambio de masa y energía dentro del
sistema terrestre y entre la Tierra y nuestro
sistema solar, particularmente con el sol.
El océano actúa como caldera y
condensador de una gigantesca máquina
termodinámica, cuya fuente de calor es el Sol.
La lluvia y la evaporación son portadores de
enormes cantidades de energía.
Para la vida en la Tierra, uno de los más
importantes efectos del movimiento del agua
a gran escala es la moderación del clima
mundial.
La circulación general de las aguas del
océano se debe a los diversos procesos que
afectan la densidad del agua, alterando la
distribución de la masa en el océano, y la
acción de los vientos sobre la superficie del
agua. Además, la atracción del Sol y de la Luna
hace variar el nivel del mar; todos estos
fenómenos originan el movimiento incesante
del agua de los océanos.
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LA ATMÓSFERA Y LOS OCÉANOS
La atmósfera y los océanos no son
independientes, sino que están íntimamente
relacionados, es decir, el comportamiento de
uno de estos sistemas influye sobre el otro.
Cuando examinamos la atmósfera que
cubre los océanos, observamos que hay un
enorme flujo de masa, de energía, y de
impulso en la interfaz aire-mar, entre un
sistema fluido y otro. La superficie del océano
es una superficie versátil e inestable, de una
gran complejidad.
Las formas de transferencia de energía de
los océanos y la atmósfera son, según su
importancia: primera, la radiación; segunda,
la evaporación y la consiguiente
condensación; tercera, el intercambio directo
de energía térmica por calentamiento, y
cuarta, el intercambio de energía mecánica
provocado por las presiones y los vientos de
la atmósfera.
No debemos olvidar el efecto de
intercambio de inercia entre la atmósfera y
los océanos. Las enormes corrientes
oceánicas introducen cambios en el clima. Por
ejemplo, todo el clima del norte de Europa se
ve afectado y es menos rigurozo gracias a la
corriente cálida del Golfo, que lleva agua
hacia el norte a lo largo de la costa oriental
de América del Norte, atraviesa el Atlántico y
llega a las cercanías del norte de Europa.
Estas corrientes oceánicas tienen una
magnitud determinada de “cantidad de
movimiento”, es decir masa y velocidad, y esa
magnitud no puede ser destruida sino por el
rozamiento. En realidad, estas corrientes
oceánicas también son impulsadas por la
atmósfera. Hay intercambio constante de
movimiento entre la atmósfera y los mares,
que permite que continúe la circulación marina
mucho después de que la corrientes
normalmente hayan perdido su velocidad, por
la disipación de su cantidad de movimiento
contra los márgenes del océano.
Hay un flujo sustancial de materia, energía,
e impulsos que atraviesa la interfaz mar-aire,
y estos procesos condicionan, en gran
medida, la circulación atmosférica y oceánica.
CIRCULACIÓN TÉRMICA
La atmósfera y los océanos constituyen un
motor térmico, es decir, la atmósfera y los
océanos circulan gracias al calentamiento
diferencial de la Tierra, entre los Polos y la
región ecuatorial.
La superficie del mar es calentada en
alguna parte y enfriada en otra,
estableciéndose así una circulación de origen
térmico, desde la región que ha sido calentada
hacia la de menor temperatura.
El agua que ha salido desde la zona de
mayor temperatura, será reemplazada por
agua de menor temperatura que ascenderá
desde cierta profundidad; así queda
establecida una circulación vertical que se
cierra en la subsuperficie.
Si no hubiera continentes, el flujo
resultante sería dominado por flujo zonales
fuertes, con una mucho más débil
componente convectiva meridional, similar a
la atmósfera. Excepto la corriente Circumpolar,
estas tendencias de sistemas zonales son
interrumpidas por los bordes continentales.
Una característica fundamental del océano
es que se halla verticalmente estratificado, y
así el flujo de agua resulta una función de la
profundidad, como también de la posición
geográfica.
Se conoce que sobre grandes áreas del
océano existen vórtices, a menudo llamados
“eddies” o variabilidad de mesoescala, y que
pueden tener niveles de energía en uno o
más órdenes de magnitud, mayores que
aquellos de las corrientes medias.
CAUSAS DE LAS CORRIENTES
Los procesos que afectan la densidad del
agua, actuando sobre la temperatura y la
salinidad, se denominan termohalinos y son
los que, junto con el viento, alteran la
distribución de la masa en el mar.
Los efectos de estos fenómenos son la
generación del movimiento de las aguas, en
forma de flujo, que es desviado por la rotación
terrestre; la fricción interna del líquido, que
lo amortigúa; y los accidentes geográficos que
limitan su desarrollo.
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Las grandes corrientes permanentes son
aquellas que transportan enormes
volúmenes de agua, debido a las diferencias
de la densidad en la superficie, mantenidas
por la acción de los procesos de
calentamiento, y enfriamiento, dilución,
escurrimiento, fusión del hielo, y
concentración por evaporación o congelación.
Los vientos originan un transporte de
agua, alterando la distribución y las corrientes
existentes reflejan, en conjunto, un estado
de equilibrio entre los efectos de los procesos
termohalinos y del viento.
La distribución no uniforme de la densidad
resulta de los fenómenos mencionados, y no
penetra a profundidades mayores de 500
metros, razón por la cual estas corrientes sólo
son intensas en la capa superior del mar.
Los sistemas de corrientes oceánicas
corresponden, con bastante exactitud, a los
tipos generales de vientos, siendo el patrón
básico de aquellas un sistema cerrado,
llamado giro.
Cada océano presenta un giro de
corrientes, centrado aproximadamente en las
regiones subtropicales (cerca de los 30º N y
30º S ) (Figura 2).
CORRIENTES MARINAS IMPORTANTES
En la Figura 3 se observan las principales
corrientes oceánicas.
• Corrientes del Atlántico Norte
El sistema de la corriente del Golfo se
origina en las continuaciones de la corriente
que atraviesa el Estrecho de Yucatán, y la
corriente de las Antillas, en las que termina
la corriente Ecuatorial del Norte. Comprende
el transporte de agua hacia el norte y al este,
desde el Estrecho de la Florida, con diversas
ramas y remolinos del Atlántico nordoriental,
estando formado por la corriente de Florida,
la corriente del Golfo y la del Atlántico Norte.
La corriente del Golfo lleva agua de las
cálidas zonas tropicales, desde el Océano
Atlántico norte hacia el nordeste, a través del
océano, alcanzando el Mar de Noruega.
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• Corrientes del Pacífico Norte
En el Océano Pacífico hay una corriente,
similar a la anterior: la corriente de Kuro –
Shivo, que lleva agua cálida hacia el norte
desde el Japón, hasta las latitudes altas y
hacia el este, en dirección a Alaska,
mezclándose con la rama norte de la corriente
de Oya – Shivo, de aguas frías, que proviene
de la corriente de Alaska, y llega a las islas
septentrionales del Japón.
La corriente fría de California fluye a lo
largo de las costas occidentales de América
del Norte, y está asociada al fenómeno de
surgencia que se manifiesta, de manera
señalada, entre los 45º y los 35º de latitud
norte.
• Corrientes del Pacífico Sur
En el Pacífico Sur se encuentra la corriente
del Perú, que corre a lo largo de la costa
occidental de América del Sur. Es de aguas
frías y está asociada a una sugerencia muy
marcada, frente al Perú, la cual es
particularmente manifiesta entre los 5º y los15º S; determinando este fenómeno la
localización de una pesquería muy importante,
desde el punto de vista económico.
• Fenómeno de surgencia oceánica
La surgencia oceánica “upwelling”, es el
movimiento ascendente de las aguas
subsuperficiales. Varios procesos pueden
provocarla, pero el más importante es la
acción del viento sobre la superficie del mar.
El viento actúa sobre toda la superficie por
un contacto de rozamiento (Figura 4).
La acción del viento tiende a impulsar al
agua superficial, en un rumbo de 90º de la
dirección del mismo viento. Esta desviación
del efecto del viento es la resultante entre la
interacción del viento y la fuerza ejercida
sobre el agua, por la rotación de la Tierra: la
llamada “fuerza de Coriolis”.
La costa constituye una parte esencial de
uno de los mecanismos de la surgencia, al
obligar al reemplazo del agua superficial por
la que procede de más abajo. En términos
generales, las aguas de los primeros 60 a 100
metros, contando desde la superficie, son
bastante más calientes que las capas más
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profundas y contienen menos nutrientes
químicos. Por lo tanto, la surgencia
generalmente lleva aguas más frías y
biológicamente más rica a la superficie.
La surgencia es más probable donde los
vientos soplan constantemente y con fuerza,
sobre una línea paralela a la costa que queda
a su izquierda en el Hemisferio Sur.
Este fenómeno tiene un efecto muy
notable cerca de la costa occidental de
América del Sur. Los vientos alisios del
sudeste, fuertes y persistentes, que circulan
alrededor de un gran centro de alta presión
en el Pacífico Sur, soplan paralelamente a una
costa larga bordeada por montañas muy
altas, situación ideal para la surgencia.
Durante el verano del Hemisferio Sur,
prevalece un gradiente de presión marcado
entre el cálido interior de América del Sur y
las aguas muy frías a lo largo de la costa
occidental.
Al pasar del verano al invierno, los vientos
alisios aumentan en lugar de debilitarse. La
surgencia también aumenta, hasta tal punto
que, incluso en invierno, el agua costera
resulta más fría que la misma tierra.
La surgencia aparece como una banda
continua, aunque a menudo angosta, de agua
superfial fría, que se extiende desde latitudes
altas hasta el sector de máxima surgencia.
Grandes poblaciones de peces se desplazan
a lo largo de esa banda, aprovechando la
mayor cantidad de nutrientes de las aguas
frías y sin exponerse a rigurosos cambios de
temperatura.
• Fenómeno “El Niño”
El niño es el término usado por los
pescadores peruanos para nombrar un
fenómeno, que consiste en el aumento de la
temperatura superficial del océano, sobre el
Pacífico ecuatorial oeste.
Según estudios realizados hasta el
momento, el origen podría ser una alteración
en el signo de la diferencia de la presión
atmosférica, entre Tahití (Polinesia), y Darwin
(Australia).
El calor extra, que las aguas cálidas del
océano ceden a las capas más bajas de la
atmósfera, modifica el modo de los esquemas
de la circulación atmosférica.
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Las condiciones que prevalecen en el
océano Pacífico, pueden estar asociadas con
anomalías climáticas a gran escala, que
provocan impactos sobre la economía.
CORRIENTES DEL ATLÁNTICO SUR
• Corriente del Brasil
En el Atlántico Sur, corre a lo largo de la
costa oriental de América la corriente cálida
del Brasil, que es una rama de la corriente
Ecuatorial del Sur.
El agua asociada a dicha corriente se
mueve en dirección al Polo Sur. Y después de
alcanzar su límite sur, se desprende de su
parte más austral uno o más eddies (vórtices)
de núcleo cliente, así que el límite sur de la
corriente del Brasil aparece más al norte.
Las fluctuaciones del agua cálida ocurren
entre los 50º y 55º W y entre 38º y 46º S,
con una escala de tiempo de dos meses, y es
donde se produce el retorno de la corriente
del Brasil hacia la zona ecuatorial.
Los desplazamientos meridionales del
agua cálida son acompañados por la
formación intermitente de “eddies” de núcleo
cálido. Estos eddies se encuentran,
usualmente, al sur del límite sur del agua
cálida y, ocasionalmente, son también
observados al oeste y al este de la misma.
Dichos eddies son, generalmente, elípticos
con un eje mayor de entre 70 a 350 km; derivan
hacia el sur y su destino no es conocido.
Ellos podrían eventualmente hundirse, ya
que se enfrían y, entonces, vuelven a entrar
en el giro subtropical, a profundidades de
subsuperficie.
Los eddies de núcleo cálido pueden ser el
resultado de la inestabilidad de una serie de
meandros que, como ondas, aparecen a lo
largo del borde oeste de la temperatura
superficial del mar asociada con la corriente
del Brasil. Para el estudio de los eddies se
requieren imágenes satelitales en infrarrojo
térmico, con una resolución espacial de 1km
y una escala temporal de días.
• Corriente de Malvinas
La corriente fría de Malvinas fluye hacia el
nordeste, a lo largo de la costa argentina,
sobre el talud continental, desde su origen,
como una rama de la corriente Circumpolar
Antártica, hasta los 36º S; su ancho
aproximado es de 100km.
El borde oeste de la corriente de Malvinas
es, prácticamente, paralelo a la isobata de
200 metros, y es limitado por las aguas de la
plataforma continental. El borde norte del
agua fría es limitado por el agua cálida de la
corriente de Brasil, y su borde este se
extiende adyacente a las aguas cálidas que
son mezcladas periódicamente por meandros
y por eddies de núcleo caliente, asociados
con la corriente de Brasil.
La confluencia entre el agua cálida con la
corriente del Brasil, y el agua fría asociada
con la corriente de Malvinas, ocurre entre los
37º y 39º S, siendo la posición media de esta
confluencia en la circulación superficial cerca
de los 39º S.
En la zona de confluencia de dichas
corrientes, se produce una interacción entre
las masas de agua de distintas temperaturas
y esto resulta de importancia para la
localización de las zonas pesqueras.
Para la ubicación de los frentes de las
corrientes, su confluencia y área de
generación de eddies (vórtices), se utilizan
imágenes satelitales en infrarrojo térmico de
10 km de resolución espacial, y una escala
de tiempo semanal. Se pueden obtener, de
esa manera, series temporales de ubicaciones
frontales de las corrientes.
OTRAS CORRIENTES
En el sur, la corriente Circumpolar Antártica
transporta agua desde el oeste, hacia el este,
alrededor de la Antártida, y comunica todos
los océanos entre sí, mostrando desviaciones
asociadas con las características geográficas
y la topografía de fondo.
En el Mar Polar Norte corre una corriente
fría, que alimenta a la corriente de
Groenlandia; esta corriente de aguas frías
nace en las costas occidentales de Siberia y
recorre la costa oriental groenlandesa.
La corriente del Labrador se origina en el
Mar de Baffin, es de aguas de baja
temperatura, bordea la Península del
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Labrador y pasa por debajo de la corriente
del Golfo.
En el Océano Indico, la variación estacional
de la circulación es causada por los cambios
que sufren, durante el año, los vientos
predominantes del régimen monzónico.
La corriente de las Agujas, de aguas
cálidas, circula hacia, el sur desde los 30ºS
para doblar luego, al este en la circulación
del Indico.
Además de estas corrientes, los vientos
alisios mueven el agua hacia el oeste, a
través de los océanos entre trópicos, y los
vientos del oeste impulsan el agua desde el
oeste hacia el este, a través del océano, en
las latitudes altas del norte y al sur del
Ecuador.
APLICACIÓN DE LOS SENSORES REMOTOS
A LA OCEANOGRAFÍA
Los sensores a bordo de los satélites
ofrecen, potencialmente, muchas ventajas
para el estudio de los procesos oceánicos.
Ellos proporcionan mediciones de varias
propiedades de la superficieoceánica a escala
sinóptica global.
Los sistemas satelitales pueden
proporcionar, también, mediciones a escala
local que son de interés a la Oceanografía, y
las cuales extienden las capacidades
provistas por las técnicas convencionales a
bordo de los barcos.
Al final de la década del setenta, fueron
lanzados por EE.UU. nuevas plataformas para
la observación oceánica: GOES – 3, NIMBUS
– 7, SEASAT, TIROS – N, NOAA/6, etc.
Los investigadores científicos han
desarrollado una mejor comprensión gracias
a los sistemas de sensores lanzados en estas
nuevas plataformas, y comenzaron a estudiar
lo que estas nuevas metodologías pueden
ofrecer a la Oceanografía Física y Biológica.
El sensoramiento remoto orbital y el aéreo,
proporcionan un método para analizar las
características de la dinámica oceánica y otros
movimientos de masa de agua, contribuyendo
significativamente, de esta manera, a la
compresión de la circulación oceánica.
• Temperatura de la superficie del mar
La temperatura de la superficie del mar
puede ser medida, operacionalmente, por el
radiómetro de alta resolución de los satélites
de órbita polar NOAA, y puede ser
determinada a partir de las radiancias
emitidas por la misma, dentro del rango del
infrarrojo lejano (térmico), en longitudes de
onda de 3.5 um, 10 um y 11 um, o también
en la región espectral de microondas.
También los satélites meteorológicos
geosincrónicos, como ser el GOES son usados
para medir temperatura superficial del mar
sobre áreas regionales, hemisféricas y
mundiales.
Todas las mediciones remotas de la
temperatura superficial del mar son obtenidas
del tope, debido a la fuerte absorción del agua
en la región del infrarrojo térmico y de
microondas.
Los sensores requieren condiciones
atmosféricas de cielo sin nubes, para obtener
datos de la superficie del mar, pero pueden
operar efectivamente con luz de día o de
noche.
Los caracteres dinámicos de las aguas
costeras y fuera de la costa son indicados,
usualmente, por los gradientes en parámetros
oceanográficos. Estos incluyen temperatura,
salinidad, partículas en suspensión, estado
del mar, y topografía de la superficie. Muchos
de estos parámetros pueden ser observados
por sensores remotos, como los gradientes
de temperatura horizontales, que pueden
estar asociados con corrientes o con vórtices
(eddies).
• Mapeo de frentes de corrientes
La observación de la variabilidad frontal,
a escalas de 10 a 1000 kilómetros, es materia
de la mayor parte de los trabajos publicados
en los últimos años sobre la temperatura
superficial del mar.
Usualmente, las investigaciones incluyen
series de tiempo o espacio, de la variabilidad
frontal de los fenómenos oceánicos.
El análisis de varios años de resúmenes
semanales de la posición de las corrientes,
se utiliza para la generación de estadísticas
de la variación frontal de las mismas.
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CONCLUSIONES
Los océanos ejercen una señalada
influencia en los fenómenos meteorológicos
geológicos, y biológicos, por la energía que
intercambian con la atmósfera, los
componentes que reciben de la erosión de la
superficie terrestre, y el ambiente propicio que
constituyen para el desarrollo de la vida y, en
consecuencia, como fuentes de alimentos.
Podemos mencionar, también, que las
corrientes marinas constituyen un vector de
importancia en el transporte de sustancias
contaminantes potencialmente peligrosas
para la biosfera.
De todo ello, surge la importancia del
estudio de los océanos, para una mejor
comprensión de su comportamiento.
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La investigación de la circulación oceánica
general, ha sido uno de los temas centrales
de la Oceanografía Física, por cerca de una
centuria.
Las fuerzas de gravedad, de Coriolis,
fuerzas viscosas e inerciales, actúan en un
medio fluido que está sujeto a las variaciones
de densidad, presión atmosférica, y vientos
de superficie, produciendo un sistema
dinámico muy rico y que es objeto de intenso
estudio.
Con el desarrollo del sensoramiento
remoto, se dispone de mediciones repetidas,
a escala sinóptica y local, las variables
oceanográficas claves, para grandes regiones
de la superficie del océano, permitiendo así
nuevas fronteras en el estudio de la
circulación oceánica mundial y local.
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