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Circulación Termohalina

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by

Alejandro Martínez

on 19 May 2014

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Transcript of Circulación Termohalina

Circula
ción Termo
halina

Introducción
La circulación termohalina es la parte de la circulación del océano que es impulsada por flujos de calor y
de agua dulce a través de la superficie del mar y la posterior mezcla interior de calor y la sal.
El transporte de calor de la circulación termohalina hace que sea importante para el clima, y su respuesta no lineal se ha utilizado para explicar los cambios climáticos abruptos glaciales.
El cambio climático antropogénico probablemente debilite la circulación termohalina en el futuro, con riesgo de desencadenar cambios bruscos y / o irreversibles.
Principales características de la CTH
Formación de agua profunda: el hundimiento de las masas de agua, estrechamente asociados con la convección ,que es un proceso de mezcla vertical .La formación de agua profunda se lleva a cabo en unas pocas áreas localizadas
Difusión de las aguas profundas (por ejemplo, El Agua Profunda del Atlántico Norte, NADW, y el Agua de Fondo de la Antártida, AABW), principalmente como corrientes profundas limítrofes occidentales.
El afloramiento de aguas profundas: Se cree que tendrá lugar principalmente en la región de la Corriente Circumpolar Antártica, posiblemente ayudado por el viento (Divergencia de Ekman)
Las corrientes cerca de la superficie: son necesarias para cerrar el flujo. En el Atlántico, las corrientes de superficie compensan el alcance del flujo de salida del NADW desde la corriente de Benguela en el Sur África a través de la corriente del Golfo y la Corriente del Atlántico Norte en los mares nórdicos de Escandinavia.
Representación esquemática de la circulación termohalina mundial. Las corrientes superficiales se muestran en rojo, las aguas profundas en azul claro y las aguas del fondo en azul oscuro. Los principales sitios de formación de aguas profundas se muestran en la naranja.
Vista lateral de la circulación en el Atlántico, que muestra varios componentes y mecanismos de flujo. El sombreado de color muestra la estratificación de la densidad, de aguas más claras en azul y más denso de color naranja.
Efecto de la espiral de Ekman.
1:Viento
2:Fuerza aplicada desde arriba 3:Dirección efectiva del flujo de corriente 4: Efecto Coriolis.
La circulación del oceano del Atlántico norte y el Ártico.
Se muestra las corrientes superficiales en rojo y las aguas profundas del Atlántico Norte (NADW) en azul.
La cubierta de hielo marino en invierno (blanco) retiene la CTH calida en el Sector Atlántico Norte.
2
4
5
3
La corriente oceánica global y el transporte de calor en el planeta
1
Por acción de los vientos del Este una gran masa de agua cálida superficial se mueve desde el Ecuador hacia el Norte
Una gran evaporación aumenta la salinidad.
Al mismo tiempo los vientos del oeste empujan las aguas hacia el noreste.
Hundimiento del agua
A menor temperatura y mayor salinidad la densidad del agua aumenta y este agua se hunde hacia el fondo del oceano.

En su trayecto hacia el polo el agua transfiere calor hacia la atmósfera y se enfría.
Parte del calor se traslada al norte, a latitudes deficitarias en insolación, en donde es equivalente al 30% del aporte térmico del sol.
En el pacífico y en el Índico la corriente recibe aguas más cálidas, va perdiendo densidad y comienza a retornar a la superficie.
La corriente cambia de dirección y vuelve hacia el Atlántico reiniciando el ciclo
¿Que impulsa la CTH?
La respuesta más simple a esta pregunta sería la siguiente:
el enfriamiento en latitudes altas. Las diferencias de salinidad entre masas de agua se combinan con las de temperatura para producir diferencias de densidad, esto provoca el hundimiento de agua, que a su vez impulsa la circulación
Sin embargo, la realidad es más compleja. El enfriamiento de un océano más cálido en la superficie dará lugar al hundimiento del agua más fría y más densa, lo que se extenderá a lo largo de la parte inferior causando un afloramiento en alguna otra parte, de acuerdo a lo que se denomina "Dinámica de llenado de la caja".
El mantenimiento de una circulación de estado estacionario por lo tanto requiere más que latitudes altas frías
O bien requiere el agua de una fuente para mantenerse continuamente más densa y a su vez mantener la sustitución de agua en la caja, o requiere de un mecanismo que trabaje continuamente para hacer el agua de la caja menos densa, de manera que la fuente de agua siga siendo más densa que el agua que ya está en la caja.
Esto permite un estado estacionario, con aguas densas de difusión recién formadas en el océano que tienden a aumentar la densidad, mientras que el otro mecanismo tiende a reducir la densidad. El campo de flujo se ajusta de modo que ambos procesos están en equilibrio y el campo de densidad permanece constante.
En estado estacionario, en cualquier punto dado en las profundidades de los océanos, la lenta difusión de calor por mezcla turbulenta se equilibra con el igualmente lento transporte de las aguas frías de los polos.

La mezcla descendente de calor requiere energía para superar la disipación por fricción y aumentar la energía potencial almacenada en la columna de agua. Como el calor penetrante se expande hacia abajo, levanta las aguas de arriba
Este es el suministro de energía de la circulación termohalina, en un sentido energético, es impulsada por la mezcla turbulenta en el interior del océano.
Aunque el suministro de energía de la circulación termohalina viene en última instancia de los vientos y las mareas.

Estes mecanismos funcionan de la siguiente manera: los vientos del oeste sobre el Océano Antártico, en conjunto con la fuerza de Coriolis, dan lugar a una divergencia de corrientes de superficie en esta región y por lo tanto el afloramiento que en este caso, viene de aguas profundas.
La razón es una peculiar restricción de la dinámica de rotación de la Tierra, llamada el "Efecto Pasaje de Drake": debido a la falta de barreras topográficas en la banda de latitud del Pasage de Drake, sin gradiente de presión de este a oeste y por lo tanto sin flujo meridional fuera de los límites de fricción, las capas se pueden mantener allí. Esto significa que la superficie del agua empujada por el viento del norte sólo pueden ser devueltos al sur a gran profundidad, por debajo de 2.500 m.

¿Cómo es este mecanismo en el océano real, donde se produce calentamiento en la superficie debido al sol?
Vista esquemática de los
dos mecanismos de accionamiento del MOC.
Izquierda: circulación termohalina;
derecha: circulación impulsada por el viento a través del Efecto "Pasaje
de Drake".

La CTH en el futuro
Intentar predecir el impacto del calentamiento global sobre la CTH requiere el uso de modelos de ordenador extremadamente complejos que siempre incluyen presunciones sobre condiciones futuras que no pueden ser comprobadas adecuadamente. El resultado son modelos con predicciones muy diferentes.
Se especula que el calentamiento del planeta podría producir una parada o retardo en la circulación de estas corrientes marinas, provocando un enfriamiento o un menor calentamiento en el Atlántico Norte. Esto afectaría particularmente a áreas como Escandinavia y Gran Bretaña que son calentadas por esta corriente que avanza hacia el Atlántico Norte.
Las opiniones sobre este acontecimiento en las corrientes marinas a corto plazo son confusas; hay una cierta evidencia de la estabilidad a corto plazo de la corriente del Golfo del Atlántico Norte y del posible debilitamiento de la corriente en dicha zona .
Sin embargo, el grado de debilitamiento, si seriá suficiente para parar la corriente termohalina, aunque esto sigue en discusión...
Bibliografía
S. Rahmstorf: Thermohaline Ocean Circulation. In: Encyclopedia of Quaternary Sciences, Edited by S. A. Elias. Elsevier, Amsterdam 2006.
Webgrafía
http://blogs.hoy.es/ciencia-facil/2014/03/21/el-calor-y-la-sal-mueven-los-oceanos/
http://es.wikipedia.org/wiki/Efectos_potenciales_del_calentamiento_global#Parada_de_la_circulaci.C3.B3n_de_la_Corriente_Termohalina
http://climaticchangenow.blogspot.com.es/2010/12/consecuencias-del-calentamiento-global.html
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