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OCEANOGRAFÍA FÍSICA¿PORQUE?
(Una lista incompleta y seguramente desequilibrada)
* NAVEGACIÓN:TRANSPORTE MARÍTIMO COMERCIALLas olas, corrientes superficiales y las
* DEFENSA Y GUERRA NAVALLas olas, corrientes superficiales y profundas, las mareas y la "topografía" de la superficie del mar. Batimetría.
* OBTENCION DE ALIMENTOS DEL MAR:Navegación + Propiedades físico‐químicas del agua de mar y su relación con los organismos vivos.
* EXPLOTACIÓN:INGENIERÍA OCEÁNICA MINERÍA COMUNICACIONES
* CLIMA:CONOCIMIENTO Y PREDICCIÓNLas corrientes superficiales y profundas, los intercambios de calor, masa y gases con la atmósfera
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OCEANOGRAFÍA FÍSICA¿COMO?
(Una lista completa y equilibrada)
* OCEANOGRAFÍA EXPERIMENTALObservaciones in‐situ y remotasExplicación de las observaciones dentro del marco de las leyes físicas que rigen el comportamiento del mar
Elaboración de hipótesis sobre el comportamiento del océano
* MODELOS, OCEANOGRAFIA TEÓRICA
Formulación de modelos del océano que reproduzcan su estado actual
Formulación de modelos para predecir la evolución del océano
Diseño de observaciones que permitan determinar la validez de los modelos
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Contenido de las dos primeras clases (Introducción)
•El viento sobre la superficie del mar•La temperatura superficial del mar
climatologíaescalas – de 10000 km a 1 kmvariabilidad – eddies y meandros
•Estratificación térmica del océanobalance de calor y circulación vertical
•Vida en el mar•El océano y el clima
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La fuerza del viento sobre la superficie del mar
alisios
oestes
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Temperatura de superficie del Mar
http://ourocean.jpl.nasa.gov/SST/
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Temperatura de superficie de la Tierra
http://ourocean.jpl.nasa.gov/SST/
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http://ourocean.jpl.nasa.gov/SST/
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La Confluencia Brasil/Malvinas – detalles
Provincia
de Bs As
Corriente de Malvinas
Corriente de Brasil
Eddy (~ 300 km)
Filamento (~ 10x400 km)
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La temperatura superficial del océano
0 10 20 30Temperatura (°C)
superficie
2500m
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Observaciones sub‐superficiales de temperatura
HMS Earl of Halifax, 1751Mediciones realizadas por el Capitán Ellis indicaron 12°C a unos 1800 m de profundidad y 29 °C en la superficie
“Me parece extremadamente difícil, si no imposible, explicar este grado de frío en el fondo del mar en la zona tórrida, de cualquier forma que no sea mediante corrientes frías de los polos”
Conde Rumford (Benjamin Thompson), 1800
“El experimento que al principio sólo parecía alimentar la curiosidad fue realmente muy útil. Nos suministró agua para tomar un baño refrescante y nos permitió enfriar el vino, lo que fue muy reconfortante en el agobiante clima tropical”
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Variaciones verticales y meridionales de T
superficie
500 m
3000 m4000 m
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Alteraciones de la densidad
⇒ expansión ⇒ disminución de la densidad ⇒
⇒ contracción ⇒ aumento de densidad ⇒calentamiento
enfriamiento
ascenso
hundimiento
Las variaciones de densidad son una forma efectiva de generar circulación vertical!
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Circulación Termohalina 1
Intercambios de calor
Polo Sur Ecuador Polo Norte
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-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80Latitud
5000
4000
3000
2000
1000
0
Pro
fund
idad
(m)
Estructura vertical de la temperatura y la compensación de los desbalances de calor
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Vida en el marPromedio anual de “clorofila”
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Calentamiento global – atmósfera baja
La evolución de la temperatura del aire en la superficie de la tierra en los últimos 130 años determinada a partir de observaciones de estaciones meteorológicas (NASA).
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http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs/
Calentamiento global – atmósfera y océano
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Tendencia de la temperatura superficial
1951‐2010, en oC
http://data.giss.nasa.gov/
0 .2 .4 .6 .8 1 1.4 1.8
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Tendencias en el océano profundo
Bermuda 2000 m0.47 ºC/siglo
Pasaje Vema 4000 m0.2 ºC/siglo
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El aumento de temperatura no se restringe a la superficie y aún fracciones de °C implican
enormes cantidades de energía …
Con
teni
do d
e ca
lor (
1022
Joul
es)
http://www.nodc.noaa.gov/OC5/3M_HEAT_CONTENT/
Año
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Retroceso de glaciares Upsala, Argentina (izq) y Muir y Riggs, Alaska, EEUU (der).
Consecuencias del calentamiento
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Variaciones del nivel medio del mar
Variaciones del nivel medio del mar sobre la base de mareógrafos, la línea negra es el valor medio de 23 estaciones, y satélites (línea roja).
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El CO2 atmosférico y la temperatura global
Variación de la temperatura media global (negro) y la concentración de CO2 y CH4 atmosférico (rojo y verde) durante los últimos 800.000 años. La concentración de CO2atmosférico durante la era industrial aumentó un 30%.
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-150 -100 -50 0Miles de años atrás
-10
-5
0
5
10
Anom
alía de Temperatura (°C
)
100
125
150
175
200
225
250
275
300
CO
2
El CO2 atmosférico y la temperatura global –detalles ‐
Detalle de la variación de la temperatura media global (rojo) y la concentración de CO2 atmosférico (azul) durante los últimos 150.000 años. La concentración de CO2atmosférico durante la era industrial aumentó un 30%.
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El CO2 atmosférico reciente
Concentración de CO2 en la atmósfera observadas en el observatorio de Mauna Loa, Hawaii desde 1959
http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/
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Explicaciones
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Explicaciones…el balance de agua “distorsionado”
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Explicaciones… variaciones de la radiación solar – los ciclos de Milankovich
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Precesión 19,22,24 Ka
Oblicuidad 41 Ka
Excentricidad 95,125,400 Ka
Radiación solar en 65ºN ve
Caliente
Estadios de glaciación
Frío
Explicaciones…variaciones de la radiación solar – los ciclos de Milankovich 2
tiempo
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Influencia de gases invernadero, ozono, aerosoles sobre el calentamiento global durante el período industrial, y su efecto combinado. Las líneas verticales indican el rango de incerteza de cada factor y del total. Esta última es relativamente grande debido a la gran incerteza sobre la influencia de los aerosoles.
Aerosoles…
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-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80Latitud
5000
4000
3000
2000
1000
0
Pro
fund
idad
(m)
Estructura vertical de la temperatura y la compensación de los desbalances de calor
CO2
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Un cálculo groseroCuanto demoraría en llenarse el océano profundo?
V: Volumen de aguas frías = 360 x 106 km3
H: Tasa de hundimiento global = ~ 30 x 106 m3 s-1 (?)
Tiempo = V/H = 1.2 x 1010 s ≈ 400 años
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Edad del océano profundoDeterminación empleando 14C