12.3: Corriente y mareas

El agua en el océano, cuando se mueve, puede moverse a través de olas, corrientes y mareas. Las olas han sido discutidas en el capítulo 12.1, y esta sección se centrará en las otras dos. Las corrientes en el océano son impulsadas por vientos globales persistentes que soplan sobre la superficie del agua y la densidad del agua. Forman parte del motor de calor de la Tierra en el que la energía solar es absorbida por el agua del océano (recuerda el calor específico del agua). La energía absorbida es distribuida por las corrientes oceánicas.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Corrientes oceánicas mundiales.

Corrientes superficiales

En la figura anterior, observe las grandes corrientes subcirculares en los hemisferios norte y sur en los océanos Atlántico, Pacífico e Índico. Estos son impulsados por la circulación atmosférica predominante y se denominan giros [9] y giran en sentido horario en el hemisferio norte y en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur debido al Efecto Coriolis (ver Capítulo 13). Las corrientes que fluyen desde el ecuador hacia los polos tienden a ser estrechas como resultado de la rotación de la Tierra y transportan agua caliente hacia los polos a lo largo de las costas orientales de los continentes adyacentes. Estas se llaman corrientes fronterizas occidentales, y son contribuyentes clave para el clima local. La corriente del Golfo y las corrientes de Kuroshio en el hemisferio norte y las corrientes de Brasil, Mozambique y Australia en el hemisferio sur son corrientes limítrofes occidentales. Las corrientes que regresan agua fría hacia el ecuador tienden a ser amplias y difusas a lo largo de las costas occidentales de masas terrestres adyacentes. Estas corrientes cálidas y frías afectan tierras cercanas haciéndolas más cálidas o frías que otras áreas en latitudes equivalentes. Por ejemplo, la cálida Corriente del Golfo hace que el norte de Europa sea mucho más suave que latitudes similares en el noreste de Canadá y Groenlandia. Otro ejemplo es la corriente fresca de Humboldt que fluye hacia el norte a lo largo de la costa oeste de Sudamérica. Esta corriente fría limita la evaporación en el océano y contribuye a la condición árida del desierto de Atacama [10].

Corrientes Profundas

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Figura\(\PageIndex{1}\): Circulación global de termohalina. PSS=Unidades prácticas de salinidad.

Que una corriente oceánica se mueva horizontal o verticalmente depende de su densidad. La densidad del agua de mar está determinada por factores como la temperatura y la salinidad. La evaporación y la afluencia de agua dulce de los ríos también afectan la salinidad y por lo tanto la densidad del agua de mar. A medida que las corrientes fronterizas occidentales se enfrían, algunas de las aguas más frías y densas se hunden para convertirse en las aguas profundas de los océanos. El movimiento de estas aguas profundas se llama circulación termohalina (termo se refiere a la temperatura, halina se refiere a la salinidad) y conecta las aguas profundas de todos los océanos del mundo. Esto se puede ilustrar mejor con la Corriente del Golfo. Después de que el agua caliente dentro de la corriente promueve mucha evaporación y el calor se disipa, el agua resultante es mucho más fría y salada. A medida que el agua más densa llega al Atlántico Norte y Groenlandia, comienza a descender y se convierte en una corriente de aguas profundas. Esta circulación oceánica mundial (conectada) poco profunda y profunda a veces se conoce como la cinta transportadora global [11].

Mareas

Figura\(\PageIndex{1}\): Diagrama que muestra las mareas, en relación con el sol y la luna.

Los efectos gravitacionales del sol y la luna en los océanos crean mareas, el ascenso y descenso del nivel del mar durante el día [12]. La tierra gira diariamente dentro de los campos de gravedad de la luna y el sol. Si bien el sol es mucho más grande y ejerce una gravedad más poderosa, su gran distancia de la tierra hace que la influencia gravitacional de la luna sobre las mareas sea dominante. La magnitud de la marea en un lugar dado, la diferencia entre la marea alta y la baja (el rango de mareas), depende principalmente de la configuración de la luna y el sol con respecto a la tierra. Cuando el sol, la luna y la tierra se alinean entre sí en luna llena o luna nueva, el rango de mareas es máximo. Esto se llama marea primaveral. Aproximadamente dos semanas después, cuando la luna y el sol están en ángulo recto con la tierra, el rango de mareas es más bajo. Esto se llama marea neap.

Figura\(\PageIndex{1}\): Diferentes tipos de mareas

La tierra gira dentro de la envolvente de las mareas por lo que experimentamos el ascenso y el descenso de la marea a diario. Las mareas se miden en ubicaciones costeras y estas mediciones y predicciones de mareas basadas en ellas se publican para quienes dependen de esta información (por ejemplo, este sitio web de la NOAA) [13]. El ascenso y descenso de las mareas (patrones de mareas) tal como se experimenta en una ubicación costera dada son de tres tipos: diurna, semidiurna y mixta .

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Figura\(\PageIndex{1}\): Tipos de mareas globales

Las mareas diurnas pasan por un ciclo completo una vez en cada día de marea. Teniendo en cuenta que la luna orbita alrededor de la Tierra, un día t idal es la cantidad de tiempo que la Tierra gira hacia la misma ubicación de la Luna sobre la Tierra, que (considerando el movimiento de los cuerpos) consiste en un poco más de 24 horas. Las mareas semidiurnas pasan por el ciclo completo dos veces en cada día de marea y el rango de mareas muestra típicamente cierta desigualdad en cada ciclo. Las mareas mixtas son una combinación de patrones diurnos y semidiurnos y muestran dos ciclos mareales por día de marea, pero las amplitudes relativas de cada ciclo y sus altibajos varían durante el mes mareal con una sobreimpresión diurna. El patrón en una ubicación costera dada y los tiempos de llegada de las fases mareales son complicados y determinados por la batimetría (profundidad) de las cuencas oceánicas y los obstáculos continentales en el camino de la envolvente mareal dentro de la cual gira la tierra. Los expertos locales en mareas utilizan tablas de mareas (indicadas en el ejemplo anterior) basadas en observaciones diarias para hacer pronósticos de mareas esperadas para los próximos días.

Los rangos de marea típicos son del orden de 3 pies. Los rangos de marea extremos ocurren donde el maremoto ingresa a una zona restrictiva. Un ejemplo es el Canal de la Mancha entre Gran Bretaña y el continente europeo donde se han observado mareas de 25 a 32 pies. Los rangos de marea más altos de la tierra ocurren en la Bahía de Fundy, la bahía en forma de embudo entre Nueva Escocia y New Brunswick, Canadá, donde el rango promedio es de casi 40 pies y se han observado extremos de alrededor de 60 pies. En estos lugares de rango de marea extremo, una persona que se aventura en el fondo marino expuesto durante la marea de reflujo puede no ser capaz de superar el avance del agua durante la marea de inundación. Se puede encontrar información adicional sobre las mareas en este sitio web de la NOAA.

Referencias

9. Colling, A. Circulación Oceánica. (Butterworth-Heinemann, 2001).

10. Munk, W. H. Sobre la circulación oceánica impulsada por el viento. J. Meteorol. 7, 80—93 (1950).

11. Stommel, H. & Arons, A. B. Sobre la circulación abisal del océano mundial—I. Patrones de flujo planetario estacionarios en una esfera. Deep Sea Research (1953) 6, 140—154 (1959).

12. Stewart, R. H. Introducción a la oceanografía física. (Texas A & M University Texas, 2008).

13. Schwiderski, E. W. Sobre trazar mareas oceánicas globales. Rev. Geofías. 18, 243—268 (1980).