un resumen de la trayectoria de la circulación termohalina. Los caminos azules representan corrientes de aguas profundas, mientras que los caminos rojos representan corrientes superficiales.,
de la circulación Termohalina
Mapa Global del promedio de la Superficie del Mar la Densidad
Descripción
La cinta transportadora global en un continuo-mapa del océano
El movimiento de las corrientes de la superficie empujadas por el viento es bastante intuitivo. Por ejemplo, el viento produce fácilmente ondulaciones en la superficie de un estanque., Así, los primeros oceanógrafos asumieron que el océano profundo — desprovisto de viento — era perfectamente estático. Sin embargo, la instrumentación moderna muestra que las velocidades actuales en masas de aguas profundas pueden ser significativas (aunque mucho menos que las velocidades superficiales).
en el océano profundo, la fuerza impulsora predominante son las diferencias en la densidad, causadas por la salinidad y las variaciones de temperatura (el aumento de la salinidad y la disminución de la temperatura de un fluido aumentan su densidad). A menudo hay confusión sobre los componentes de la circulación que son impulsados por el viento y la densidad., Tenga en cuenta que las corrientes oceánicas debido a las mareas también son significativas en muchos lugares; más prominentes en áreas costeras relativamente poco profundas, las corrientes de marea también pueden ser significativas en el océano profundo.
la densidad del agua oceánica no es globalmente homogénea, pero varía significativamente y discretamente. Existen límites claramente definidos entre las masas de agua que se forman en la superficie, y posteriormente mantienen su propia identidad dentro del Océano. Se colocan uno encima o debajo del otro de acuerdo con su densidad, que depende tanto de la temperatura como de la salinidad.,
El agua de mar caliente se expande y, por lo tanto, es menos densa que el agua de mar más fría. El agua más salada es más densa que el agua más fresca porque las sales disueltas llenan los intersticios entre las moléculas de agua, lo que resulta en más masa por unidad de volumen. Las masas de agua más ligeras flotan sobre las más densas (al igual que un trozo de madera o hielo flotará sobre el agua, véase flotabilidad). Esto se conoce como «estratificación estable». Cuando las masas de agua densas se forman por primera vez, no se estratifican de manera estable. Con el fin de tomar sus posiciones más estables, masas de agua de diferentes densidades deben fluir, proporcionando una fuerza impulsora para las corrientes profundas.,
la circulación termohalina se desencadena principalmente por la formación de masas de aguas profundas en el Atlántico Norte y el Océano Austral causadas por diferencias de temperatura y salinidad del agua.
las grandes cantidades de agua densa que se hunden en los bordes de la cuenca del Océano polar deben compensarse con cantidades iguales de agua que se elevan en otros lugares. Tenga en cuenta que el agua fría en las zonas polares se hunde relativamente rápidamente en un área pequeña, mientras que el agua tibia en las zonas templadas y tropicales aumenta más gradualmente en un área mucho más grande. Luego regresa lentamente hacia el polo cerca de la superficie para repetir el ciclo., El continuo afloramiento difuso de aguas profundas mantiene la existencia de la termoclina permanente que se encuentra en todas partes en latitudes bajas y medias. Este lento movimiento ascendente se estima en aproximadamente 1 centímetro (0,5 pulgadas) por día sobre la mayor parte del Océano. Si este aumento se detuviera, el movimiento descendente del calor causaría que la termoclina descendiera y reduciría su pendiente.
formación de masas de agua profunda
las masas de agua densa que se hunden en las cuencas profundas se forman en áreas bastante específicas del Atlántico Norte y el Océano Austral., En el Atlántico Norte, el agua de mar en la superficie del océano se enfría intensamente por el viento. El viento que se mueve sobre el agua también produce una gran evaporación, lo que lleva a una disminución de la temperatura, llamada enfriamiento evaporativo. La evaporación solo elimina las moléculas de agua, lo que resulta en un aumento en la salinidad del agua de mar dejada atrás, y por lo tanto un aumento en la densidad de la masa de agua., En el mar Noruego predomina el enfriamiento evaporativo, y la masa de agua que se hunde, las aguas profundas del Atlántico Norte (NADW), llena la cuenca y se derrama hacia el sur a través de grietas en los travesaños submarinos que conectan Groenlandia, Islandia y Gran Bretaña. Luego fluye muy lentamente hacia las profundas llanuras abisales del Atlántico, siempre en dirección sur. El flujo desde la cuenca del Océano Ártico hacia el Pacífico, sin embargo, está bloqueado por las estrechas aguas poco profundas del Estrecho de Bering.,
en el Océano Austral, los fuertes vientos katabáticos que soplan desde el continente Antártico hacia las plataformas de hielo soplarán el hielo marino recién formado, abriendo polinyas a lo largo de la costa. El océano, ya no protegido por el hielo marino, sufre un enfriamiento brutal y fuerte. Mientras tanto, el hielo marino comienza a reformarse, por lo que las aguas superficiales también se vuelven más saladas, por lo tanto, muy densas. De hecho, la formación de hielo marino contribuye a un aumento de la salinidad del agua de mar superficial; la salmuera más salada se deja atrás a medida que el hielo marino se forma a su alrededor (el agua pura se congela preferentemente)., El aumento de la salinidad reduce el punto de congelación del agua de mar, por lo que la salmuera líquida fría se forma en inclusiones dentro de un panal de hielo. La salmuera derrite progresivamente el hielo justo debajo de ella, eventualmente goteando fuera de la matriz de hielo y hundiéndose. Este proceso se conoce como rechazo de salmuera.
el agua del fondo Antártico resultante (AABW) se hunde y fluye hacia el norte y el este, pero es tan densa que en realidad desborda el NADW. El AABW formado en el mar de Weddell llenará principalmente las cuencas del Atlántico y la India, mientras que el aabw formado en el mar de Ross fluirá hacia el Océano Pacífico.,
las densas masas de agua formadas por estos procesos fluyen cuesta abajo en el fondo del océano, como una corriente dentro del fluido menos denso circundante, y llenan las cuencas de los mares polares. Al igual que los valles fluviales dirigen arroyos y ríos en los continentes, la topografía del fondo dirige las masas de agua profundas y del fondo.
tenga en cuenta que, a diferencia del agua dulce, el agua de mar no tiene una densidad máxima a 4°C, pero se vuelve más densa a medida que se enfría hasta su punto de congelación de aproximadamente -1.8°C.,
movimiento de la circulación termohalina
la formación y el movimiento de las masas de agua profunda en el Océano Atlántico Norte, crea masas de agua que se hunden que llenan la cuenca y fluyen muy lentamente hacia las llanuras abisales profundas del Atlántico. Este enfriamiento de alta latitud y el calentamiento de baja latitud impulsan el movimiento del agua profunda en un flujo polar hacia el sur. Las aguas profundas fluyen a través de la cuenca del Océano Antártico alrededor de Sudáfrica, donde se divide en dos rutas: una en el Océano Índico y otra más allá de Australia en el Pacífico.,
en el Océano Índico, parte del agua fría y salada del Atlántico, atraída por el flujo de agua oceánica superior más cálida y fresca del Pacífico tropical, causa un intercambio vertical de agua densa y que se hunde con agua más ligera arriba. Se conoce como vuelco. En el Océano Pacífico, el resto del agua fría y salada del Atlántico sufre forzamiento de Halina, y se vuelve más cálida y fresca más rápidamente.,
el flujo submarino del agua fría y salada hace que el nivel del Mar del Atlántico sea ligeramente más bajo que el Pacífico y la salinidad o halinidad del agua en el Atlántico más alta que el Pacífico. Esto genera un flujo grande pero lento de agua oceánica superior más cálida y fresca desde el Pacífico tropical hasta el Océano Índico a través del archipiélago indonesio para reemplazar el agua fría y salada del fondo Antártico. Esto también se conoce como’ forzamiento de Halina ‘ (ganancia neta de agua dulce en latitudes altas y evaporación en latitudes bajas)., Esta agua más cálida y fresca del Pacífico fluye a través del Atlántico Sur hasta Groenlandia, donde se enfría y se enfría por evaporación y se hunde en el fondo del Océano, proporcionando una circulación termohalina continua.
por lo tanto, un nombre reciente y popular para la circulación termohalina, enfatizando la naturaleza vertical y el carácter Polo a polo de este tipo de circulación oceánica, es la circulación de vuelco meridional.,
Estimación Cuantitativa
las masas de aguas profundas que participan en el MOC tienen firmas químicas, de temperatura e isotópicas y se pueden rastrear, calcular su caudal y determinar su edad. Estos incluyen proporciones de 231Pa / 230A.,
Gulf Stream
el mapa de Benjamin Franklin de la Gulf Stream
La Gulf Stream, junto con su extensión norte hacia Europa, la deriva del Atlántico Norte, es y corriente rápida del océano Atlántico que se origina en la punta de Florida, y sigue las costas orientales de los Estados Unidos y Terranova antes de cruzar el océano Atlántico., El proceso de intensificación occidental hace que la corriente del Golfo sea una corriente que se acelera hacia el norte frente a la costa este de América del Norte. A aproximadamente 40 ° 0’N 30°0 ‘ o / 40.000°N 30.000 ° o, se divide en dos, con el arroyo del norte cruzando al norte de Europa y el arroyo del Sur recirculando frente a África Occidental. La corriente del Golfo influye en el clima de la costa este de América del Norte desde Florida hasta Terranova, y la costa oeste de Europa., Aunque ha habido un debate reciente, hay consenso en que el clima de Europa Occidental y del Norte de Europa es más cálido de lo que sería de otra manera debido a la deriva del Atlántico Norte, una de las ramas de la cola de la corriente del Golfo. Es parte del giro del Atlántico Norte. Su presencia ha llevado al desarrollo de ciclones fuertes de todo tipo, tanto dentro de la atmósfera como dentro del Océano. La corriente del Golfo es también una importante fuente potencial de generación de energía renovable.,
surgencia
todas estas masas densas de agua que se hunden en las cuencas oceánicas desplazan a las masas de aguas profundas más antiguas que se hicieron menos densas por la mezcla del Océano. Para mantener un equilibrio el agua debe estar subiendo en otra parte. Sin embargo, debido a que esta surgencia termohalina es tan extendida y difusa, sus velocidades son muy lentas incluso en comparación con el movimiento de las masas de agua del fondo. Por lo tanto, es difícil medir dónde se produce la surgencia utilizando las velocidades actuales, dados todos los demás procesos impulsados por el viento que ocurren en la superficie del Océano., Las aguas profundas tienen su propia firma química, formada por la descomposición de las partículas que caen en ellas a lo largo de su largo viaje en profundidad. Varios científicos han tratado de utilizar estos trazadores para inferir dónde se produce la surgencia.
Wallace Broecker, utilizando modelos de caja, ha afirmado que la mayor parte de la surgencia profunda ocurre en el Pacífico Norte, utilizando como evidencia los altos valores de silicio encontrados en estas aguas. Otros investigadores no han encontrado pruebas tan claras., Los modelos computarizados de la circulación oceánica ubican cada vez más la mayor parte de las surgencias profundas en el Océano Austral, asociadas con los fuertes vientos en las latitudes abiertas entre América del Sur y la Antártida. Si bien esta imagen es consistente con la síntesis observacional global de William Schmitz en Woods Hole y con bajos valores observados de difusión, no todas las síntesis observacionales concuerdan., Documentos recientes de Lynne Talley en la Institución Scripps de Oceanografía y Bernadette Sloyan y Stephen Rintoul en Australia sugieren que una cantidad significativa de aguas profundas densas debe transformarse en agua ligera en algún lugar al norte del Océano Austral.
efectos sobre el clima global
la circulación termohalina juega un papel importante en el suministro de calor a las regiones polares, y por lo tanto en la regulación de la cantidad de hielo marino en estas regiones, aunque el transporte de calor hacia los polos fuera de los trópicos es considerablemente mayor en la atmósfera que en el océano., Se cree que los cambios en la circulación termohalina tienen un impacto significativo en el presupuesto de radiación de la Tierra. En la medida en que la circulación termohalina gobierna la velocidad a la que las aguas profundas están expuestas a la superficie, también puede desempeñar un papel importante en la determinación de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera., Si bien a menudo se afirma que la circulación termohalina es la razón principal de que Europa Occidental sea tan templada, se ha sugerido que esto es en gran medida incorrecto, y que Europa es cálida principalmente porque se encuentra a favor del viento de una cuenca oceánica, y debido al efecto de las ondas atmosféricas que traen aire cálido al norte desde los subtrópicos. Sin embargo, los supuestos subyacentes de este análisis en particular también han sido cuestionados.,
Las grandes afluencias de agua de deshielo de baja densidad del Lago Agassiz y la desglaciación en América del Norte se cree que han llevado a una interrupción de la formación de aguas profundas y hundimiento en el extremo Atlántico Norte y causado el período climático en Europa conocido como el Dryas más joven.
en 2005, los investigadores británicos notaron que el flujo neto de la corriente del Golfo del Norte había disminuido en aproximadamente un 30% desde 1957. Casualmente, los científicos de Woods Hole habían estado midiendo el frescor del Atlántico Norte a medida que la Tierra se vuelve más cálida., Sus hallazgos sugirieron que la precipitación aumenta en las altas latitudes septentrionales, y el hielo polar se derrite como consecuencia. Al inundar los mares del Norte con mucha agua dulce adicional, el calentamiento global podría, en teoría, desviar las aguas de la corriente del Golfo que normalmente fluyen hacia el norte pasando por Inglaterra y Noruega, y hacer que en su lugar circulen hacia el Ecuador. Si esto ocurriera, el clima de Europa se vería seriamente afectado.
otras fuentes
- Ocean Conveyor Belt
- Thor FP7 projects http://www.eu-thor.eu investiga sobre el tema » vuelco Termohalino – ¿en riesgo?,»y la previsibilidad de los cambios del THC. THOR está financiado por el 7º Programa Marco de la Comisión Europea.
- Mapa de Google de la Geografía de la Circulación Termohalina de los Océanos