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PROPIEDADES DEL AGUA DE MAR Y SU DISTRIBUCIN EN

LOS OCANOS

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INTRODUCCION

PROPIEDADES DEL AGUA PURA

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COMPOSICIN DEL AGUA DE MAR

ION % COMO ION LIBRE % EN PESO DEL TOTAL

CATIONES SODIO 99 30.62 MAGNESIO 87 3.68 CALCIO 91 1.18 POTASIO 99 1.10 ESTRONCIO 90 0.02

ANIONES CLORO 100 55.07 SULFATO 50 7.72 BICARBONATO 67 0.40 BROMO 100 0.19 BORATO 10 0.01 FLUOR 100 0.01 100.00

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SALINIDAD La Temperatura y la salinidad son factores externos, debidos a varios motivos:

Insolacin, evaporacin, precipitacin. Mezcla de aguas ocenicas

La definicin de salinidad es: medida de la cantidad de material disuelto (en g.) en la unidad de masa de agua de mar (1 kg.). La variabilidad de sal disuelta es pequea, por lo que hay que prestar atencin especial a definir la salinidad de forma precisa y prctica.

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El smbolo se lee "partes por mil". Un contenido salino del 3,5% es equivalente a 35 , 35 gramos de sal por kilogramo de agua de mar. Esta es considerada la S media del ocano a gran escala. Necesidad de determinar las diferencias de salinidad del orden de 10-5 a 10-6, para identificacin de las masas de agua, .... como consecuencia han existido diferentes definiciones de S a lo largo de la historia, funcin de la forma en que se ha medido en cada momento. Agua superficial ocenica, el rango de S es mayor que en aguas profundas (porqu?): 33 < S < 37(si se incluyen regiones costeras, 28 < S < 40).

Brackish water(S < 25) Agua hiper salina(S > 40)

Tabla con los principales elementos del agua de mar.

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Constancia en la composicin del agua de mar: RELACIN CONSTANTE ENTRE SOLUTOS Para la mayora de los iones de la tabla anterior se verifica la constancia en la composicin del agua de mar : la cantidad total de los principales iones disueltos puede cambiar de un lugar a otro del ocano, pero sus proporciones relativas permanecen prcticamente constante. Excepciones a esta generalizacin: calcio, Cambios en las condiciones locales (mares semicerrados, estuarios, fiordos, regin del fondo, actividad volcnica submarina,

1.- Definiciones de Salinidad (S) 1.1.- Inicialmente, S se defini como la cantidad total de material disuelto (g) en 1 kg de agua de mar, definicin no til por imposibilidad prctica de medir el material disuelto. 2.1.- Definicin posterior del International Council for the Exploration of the Sea (1902), era definicin difcil de utilizar de forma rutinaria......Cantidad total de materiales slidos en gramos disueltos en 1kg de masa de agua cuando todos los carbonatos han sido convertidos a xidos, los bromuros y haluros (yodo) han sido reemplazados por cloros y toda la materia orgnica oxidada.........Precisin +- 0.02 % 3.1.- Definicin a partir de la determinacin de sus constituyentes (p. e. clorinidad), pues el cloro es fcil de medir en la prctica, de forma precisa a partir de un simple anlisis qumico.

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Relacin emprica: S () = 1.80655 Cl() sta es la relacin que recomend el Joint Panel on Oceanographic Tables and Standards CLORINIDAD: Concentracin de cloruros en agua de mar () asumiendo que los bromuros y ioduros han sido sustituidos por cloruros. 4.1- Actualmente la salinidad se determina midiendo la conductividad elctrica de la muestra, un mtodo mucho ms preciso. Medida de la S en base a la conductividad elctrica de la muestra de agua:

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5.1- Practical Salinity Scale,1978 (PSS-78) Es la definicin oficial de la S que se usa en la actualidad, se mide en psu (practical salinity units). Se define en funcin de la relacin K15 entre la conductividad elctrica de una muestra de agua de mar a T = 15 C y P = 1 atm. y la de una solucin standard de KCl tiene concentracin 32.4356 x 10 -3 g/Kg, a las mismas T y P S (psu) = 0.0080 - 0.1692 K15 1/2+ 25.3851 K15 + 14.0941 K153/2 - 7.0261 K15 2 + 2.7081 K15 5/2 K15= conductividad de la muestra de agua / conductividad de solucin standard de KCl K15= C (S,15 ,0) / C (KCl,15 ,0) S = f (K15)(ecc. 3.4 Open University) La PSS78 es vlida entre 2 < S < 42 ; -2 < T < 35 ; 0 < P < 10000 mca (metros de columna de agua) En resumen, podemos decir que para el ocano lejos de las fronteras un valor tpico de la salinidad es 34.5 g de sal por kg de agua, y se indica S = 34.5 ppt (partes por mil). Otra unidad comn usada para medir la salinidad es la Practical Salinity Unit (psu) definida como la razn de la conductividad de la muestra y un estndar de solucin de NaCl (S ppt = 1.004867 S psu). Hoy en da la salinidad se expresa sin unidades. El rango de variacin de la salinidad en los ocanos es pequeo; el 75% de las aguas ocenicas tienen salinidad entre 34.5 y 35.

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En muchos casos es posible considerar la salinidad como uniforme. Sin embargo, nuestra comprensin de los procesos ocenicos depende muchas veces de pequeas variaciones en la salinidad.

- S media de las aguas ocenicas 34.7 psu 2.- Distribucin de la salinidad del agua de mar en la superficie de los ocanos

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Esta distribucin presenta la estructura espacial de la salinidad media en superficie. Esta est acoplada en forma fundamental con los patrones de evaporacin, precipitacin y descarga de agua dulce por ros y derretimiento de los hielos. El Atlntico subtropical es un rea donde la evaporacin excede la precipitacin dando lugar a una salinidad relativamente alta. La salinidad promedio en el Atlntico es mayor que en el Pacifico (por qu?). En el ocano Austral la salinidad es muy uniforme longitudinalmente.

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Por tanto : - distribucin de las isohalinas tiende a ser zonal. - variaciones locales en S superficial (zonas de desembocaduras de ros aporte de agua dulce, lagos y mares semicerrados en bajas latitudes donde E ). - mximos superficiales hacia latitudes medias, donde la Evaporacin E es alta. - disminuyendo hacia ecuador (por la alta precipitacin) y hacia latitudes altas (por deshielos que representan un aporte de agua dulce, con lo que la S disminuye).

Relacin entre salinidad evaporacin y precipitacin:

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2.1.- Distribucin de la salinidad del agua de mar con la profundidad

a) En contraste con la distribucin subsuperficial de temperatura, la distribucin de la salinidad subsuperficial muestra mnimos intermedios. Se relacionan con la formacin de masas de agua en los Frentes Polares, donde la precipitacin es alta; (se discutir en el bloque dedicado al estudio de las M.A) b) A profundidades muy grandes, la salinidad aumenta otra vez porque el agua cerca del fondo ocenico se origina de las regiones polares donde se hunde durante el invierno; el congelamiento durante el proceso aumenta su salinidad.

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2.1.1. En las regiones subpolares la S es ms pequea en la superficie y aumenta regularmente con la profundidad 2.1.2. En las regiones subtropicales, la baja salinidad que se tena en altas latitudes se localiza ahora a cierta profundidad (hacia los 500 1000 m) y las aguas superficiales son ms salinas debido a la evaporacin en las regiones subtropicales 2.1.3. Los perfiles de S de las otras cuencas ocenicas son similares

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RESUMEN - Puntos claves 1. Definicin de la salinidad y los factores de los que depende.

2. Relacin existente entre la salinidad y la conductividad elctrica del agua de mar.

3. Razones por las que ha cambiado la definicin de S a lo largo del tiempo.

4. Qu es la constancia de la composicin del agua de mar y en qu se basa.

5. Distribucin cualitativa de la salinidad en la superficie y los procesos de los que depende en las distintas reas.

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6. Comportamiento de la salinidad en la vertical en los distintos ocanos y en las distintas regiones de los mismos, as como los mecanismos por los que se produce tal variacin.

Esta imagen muestra un perfilgeneral de salinidadprofundidad en el ocanoAtlnticoSur

Enesteperfil, lasalinidaden lasuperficieesalta(laevaporacinen esta latitud es alta), ydesciende hasta unaprofundidadde1000metros.Lasalinidad entonces aumentalevemente a medida queaumentalaprofundidad.

La haloclina son capas de aguaen donde la salinidad del aguacambia rpidamente segn laprofundidad.

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DENSIDAD

1.- Introduccin - Importancia del campo de densidades en el ocano:

Esttica / dinmica de las aguas ocenicas. Procesos qumicos, fsicos y biolgicos en el ocano.

- Smbolo: (rho)

- Dimensiones: []= [M]/[L]3

- Unidades: Kg m-3 (SI), g cm-3 (CGS)

- Ecuacin de estado del agua de mar = f (T, S, p).

- Importancia de la ecuacin de estado: es calculada a partir de medidas de T, S y P

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CTD, instrumento que mide a la vez conductividad (y por tanto salinidad), temperatura y profundidad a medida

que desciende en la columna de agua 2.- Efectos de la salinidad, temperatura y presin sobre la densidad

= f (S,t,P) Kg/m3

oscila entre 1021 (en superficie) y 1070 Kg/m3 a 10.000 m de profundidad. Por conveniencia, es usual expresar la cantidad S,t,P = - 1000 Si estamos cerca de la superficie, el efecto de la presin en la densidad es despreciable, utilizndose la expresin S,t,0 que se abrevia como t

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Variacin de la densidad con la salinidad

- Efecto directo.

A medida que S aumenta () aumenta ()

Otros efectos importantes de la salinidad - La salinidad (S) modifica la temperatura a la cual el agua

se congela (Tcon). A medida que S aumenta () Tcon disminuye ()

- La salinidad (S) cambia la temperatura a la cual la densidad del agua es mxima (Tmax).

A medida que S aumenta () Tmax disminuye ()

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- Al aumentar S () Tmax disminuye ms rpido ( ) que la Tcon ( ).

Para S < 24.7 Tmax es superior Tcon Para S > 24.7 Tcon es superior Tmax

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Variacin de la densidad con la temperatura :

- Para S < 24.7 alcanza la Tmax antes de congelar

Para T> Tmax : Si T () (). Para T< Tmax : Si T () ()

Dependiendo de S Tmax est comprendido entre [-1.33C, 4C]

- Para S > 24.7 el agua congela antes de alcanzar la Tmax

A medida que T disminuye () aumenta ()

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Variacin de la densidad con la presin:

- La presin p aumenta con profundidad z (Ecuacin Hidrosttica)

Si z aumenta en un metro (m) p aumenta en un decibar (dbar)

- El agua de mar es compresible Dos efectos contrapuestos

1). Si p () Las molculas de agua se agrupan ms ().

2). Si p () T () ().

Comparacin cuantitativa de los efectos de T y S sobre

- Una variacin de S de 1ppm (S=1 ppm) tiene ms efecto que una variacin de T de 1C (T=1C) en la densidad Si S =1 ppm =0.001 g cm-3

Si T =1C comprendida entre 0.00005 y 0.00035 g cm-3

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- Sin embargo, rango de valores de T en el ocano > rango de S

Rango de T [-2C, 28C] =30 x 0.0002 = 0.006 g cm-3 Rango de S [33, 37] = 4 x 0.001 = 0.004 g cm-3 - Como consecuencia

T controla las variaciones de en latitudes medias y bajas cerca de la superficie donde T vara rpidamente con z.

S controla las variaciones de en latitudes altas cerca de la superficie donde T no vara mucho con z.

Comparacin cuantitativa de los efectos de T y S sobre - Fijamos S=35 y tomamos los puntos ab y cd a distintas T.

Entre a (25C) y b (20C) (T =5C) =0.0012 g cm-3

Entre c (5C) y d (0C) (T =5C) =0.0004 g cm-3

- Los cambios de T (T ) afectan ms a a bajas latitudes (T alta) que a altas latitudes (T baja).

- Los cambios de S (S ) afectan por igual a .

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Rango de valores de Valores de segn N. Wells, The Atmosphere and Ocean: a Physical Introduction

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3.- Densidad in situ. Otras formas de definir la densidad

Temperatura potencial

- El agua de mar es ligeramente compresible Si p o z () T ()

- Puede ocurrir que a grandes profundidades se observe un aumento de T con la profundidad z (como en el perfil de la figura) Este valor de la temperatura que incluye el efecto de la presin se denomina Temperatura in-situ T

Puede dar lugar a interpretaciones errneas.

La seccin de Mindanao parece indicar que una masa de agua fra se desplaza a una regin de agua ms clida.

Sin embargo esto se debe al efecto de p sobre T

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- Otra forma de definir la temperatura Temperatura potencial ()

Es la temperatura que tendra una parcela de agua si fuera movida adiabticamente desde su nivel de presin original a otro nivel de presin.

no incluye el efecto de p sobre la temperatura Debe usarse cuando se comparan muestras de agua de profundidades muy distintas.

Se observa que T

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Densidad in-situ

- La densidad tal como la hemos definido se denomina densidad in situ S,T,p Rango de valores de S,T,p En superficie S,T,p = 1025 kg m-3 En el fondo S,T,p = 1075.70 kg m-3 En los valores de S,T,p varan las cuatro ltimas cifras Sigma in-situ - Los dos primeros dgitos de la densidad nunca cambian. Esto ha dado otra definicin de densidad, sigma in situ (o anomala de la densidad) S,T,p Se define S,T,p como:

S,T,p = ( S,T,p 1000) kg m-3 o sea que para =1026.4 kg/m3, =26.4

Rango de valores de S,T,p

En superficie S,T,p = 25 kg m-3

En el fondo S,T,p = 75.70 kg m-3

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Sigma-t

- S,T,p incluye el efecto directo de la compresibilidad en la densidad - Otra definicin de densidad es sigma-t t = S,T,0 t es la densidad de la muestra cuando la presin total sobre ella ha sido reducida a la atmosfrica (p=0) t = S,T,0 = (S,T,0 1000) kg m-3 t elimina los efectos directos de p sobre la densidad.

Sin embargo, t emplea T en vez de incluye el efecto indirecto de la compresibilidad sobre la densidad (a travs de la temperatura). Puede dar lugar a interpretaciones errneas. El perfil de Mindanao parece indicar una situacin inestable con agua ms densa situada sobre agua menos densa.

Sigma-theta - Otra definicin de densidad es sigma-theta = S,, 0

elimina los efectos directos e indirectos de p sobre la densidad al usar la temperatura potencial en vez de T es la densidad de la muestra cuando la presin total sobre ella ha sido reducida a la atmosfrica (p=0) y ha sido subida adiabticamente

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- adems resulta til cuando se quiere trazar o seguir una masa de agua con unas caractersticas de S y determinadas

Diagrama T-S

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Volumen especfico.

- volumen especfico () se define como = 1/ Si = f(S,T,p) = f(S,T,p)

- El volumen especfico in situ ( S,T,p) se define:

S,T,p = 1/ S,T,p donde S,T,p densidad in-situ

- El volumen especfico standard ( 35,0,p) es el que se obtiene al hacer S=35, T=0C y p la presin a la que es tomada la muestra.

Anomala del volumen especfico.

- La anomala del volumen especfico () se define:

= S,T,p - 35,0,p S,T,p = 35,0,p +

- se suele expresar como = S + T + S,T + S,p + T,p + S,T,p

Anomala termostrica.

- La anomala termostrica (S,T) se define como : S,T = S + T + S,T

S,T es el valor de que se obtendra si el agua fuera llevada adiabticamente desde su nivel de presin hasta la presin atmosfrica

S,T se emplea en ocasiones en vez de

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4.- Ecuacin de estado del agua de mar

Relaciona la densidad del agua de mar con S, T y p

= f(S,T,p)

Es una ecuacin emprica.

La primera ecuacin de estado se debe a Forch, Knudsen y Srensen (1902) Usaron medidas directas de densidad, temperatura y salinidad (clorinidad).

Posteriormente Ekman (1908) modifica la ecuacin

Incorpora los efectos de compresibilidad del agua de mar.

Una aproximacin ms correcta fue considerar la siguiente ecuacin de estado lineal:

=0 [1(TT0)+(SS0)+ p]

donde alfa, beta y gama son constantes.

Usando 0=1027 kg/m3 , T0=10 C y S0=35 psu y los siguientes valores de =0.15/0 1/C, =0.78/0 1/psu, =4.5x10-3/0 1/dbar, es posible calcular la densidad con un error mximo de 0.5 kg/m3. Basados en datos ms precisos Millero y Poisson (1980) introducen una nueva ecuacin de estado llamada IES-80 (Equation of State of Seawater)

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La densidad aparece como funcin de:

T, S (medida con PSS-78) y p

Expresin de IES-80.

(S,t,0) Es la densidad del agua a la presin standard (atmosfrica)

K (S,t,p) Es el mdulo de compresibilidad como t = S,T,0 = (S,T,0 1000) kg m-3 Se define el siguiente polinomio: S,T,0 = D0 + D1 T + D2 T2 + D3 T3 + D4 T4 + D5 T5 + D6 * S + D7 * T * S + D8 * T2 * S + D9 * T3 * S + D10 * T4 * S + D11 * S3/2 + D12 * T * S3/2 + D13 * T2 * S3/2 + D14 * S2

i Di i Di 0 999.842594 x 100 8 7.643 800 x 10-5 1 6.793 952 x 10-2 9 -8.246 700 x 10-7 2 -9.095 290 x 10-3 10 5.387 500 x 10-9 3 1.001 685 x 10-4 11 -5.724 660 x 10-3 4 -1.120 083 x 10-6 12 1.022 700 x 10-4 5 6.536 332 x 10-9 13 -1.654 600 x 10-6 6 8.244 930 x 10-1 14 4.831 400 x 10-4 7 -4.089 900 x 10-3

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Efecto de la presin Ejemplo 1, una muestra de agua de salinidad 35/oo y temperatura 0C tiene una densidad en superficie de:

35,0 = 28.13

Sin embargo, a 4000 m de profundidad, la densidad es:

35,0,4000 = 48.49 Ejemplo 2, en una descompresin adiabtica, una masa de agua de salinidad 35/oo y temperatura 5C a 4000 m de profundidad, pasara a tener una temperatura en superficie de:

Tsuperficie = 4.56C Se suele distinguir entre la temperatura in situ, T (5C) y la temperatura potencial, (4.56C). La densidad de la muestra de agua que resulta de su salinidad y temperatura potencial se denomina y es la que se emplea a efectos de comparacin entre las masas de agua. 5.- Distribucin de densidad en la superficie del ocano Estos valores de densidad estn controlados por S y T. La densidad del agua aumenta con un incremento de la salinidad y disminuye con un aumento de la temperatura. Asimismo, la compresibilidad del agua resulta en variaciones de la densidad con la profundidad. Valores mnimos en el Ecuador (22 kg m-3) Se incrementan hasta superar 26-27 kg m-3 al llegar a 50 o 60 de latitud.

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Ms all decrece ligeramente. Las aguas ocenicas tienen rangos relativamente pequeos de temperatura y salinidad lo cual resulta que en un primer orden el ocano se puede considerar homogneo. Un gran nmero de problemas en oceanografa dinmica pueden ser resueltos asumiendo un ocano homogneo e incompresible, o sea de densidad constante. Existen otros procesos donde es importante conocer la estructura de densidad ocenica al mayor detalle posible. En esas situaciones no es posible asumir un ocano homogneo ni una ecuacin de estado lineal. En esos casos es necesario usar tablas que relacionan la densidad con s, T y p (UNESCO).

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Densidad superficial del Ocano Atlntico e ndico - Isopicnas lneas de igual densidad

- Distribucin zonal aproximada Isopicnas en direccin E-O

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6.- La distribucin de la densidad en el interior del ocano La densidad se incrementa con la profundidad de modo no uniforme. - En latitudes medias y Ecuador

1. Entre 0 y 100-300 m Capa superficial de densidad

constante Capa de mezcla 2. Hasta 500-1000 m Capa de rpido incremento de la

densidad Picnoclina 3. Debajo la densidad vara lentamente con la profundidad y

ms all de 2000 m es casi constante (27.9 kg m-3).

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- En latitudes altas

1. En superficie supera el valor de 27 kg m-3 2. Menor incremento de la densidad con la profundidad

Picnoclina menos clara 3. Debajo la densidad es casi constante (27.9 kg m-3).

- Esta alta densidad del agua se debe a que:

1. Al congelarse deja atrs su contenido en sales. 2. La disminucin de T hace aumentar la densidad

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- Esta alta densidad tambin se observa en zonas ms clidas donde una evaporacin muy alta Incremento de densidad

- Mares semicerrados (Mar Mediterrneo, Mar Rojo, Mar de Arabia.)

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Seccin meridional de densidad en el ocano - Las isopicnas en las capas superiores son cncavas hacia arriba.

aumenta hacia altas latitudes y en profundidad

- Las mayores variaciones de con la profundidad se producen en los primeros 1000-2000 m en latitudes medias y bajas (22 a 27.8 kg m-3). Son producidas por variaciones de T. - Por debajo de 2000 m el rango de es menor (27.8 a 27.95 kg m-3)

7.- Estabilidad y estratificacin de las aguas ocenicas.

Estabilidad de las aguas ocenicas - La variacin de la densidad con la profundidad determina la estabilidad o disposicin a ser movido verticalmente del ocano.

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Si hay fluido ligero situado sobre otro ms pesado No habr tendencia para que el movimiento vertical tenga lugar (agua estable)

Si hay fluido pesado sobre fluido ligero El pesado tender a bajar y el ligero a subir (agua inestable) - Una medida de estabilidad viene dada por:

Movimientos verticales a gran escala - En latitudes bajas y medias se hallan impedidos por la presencia de la picnoclina Gran contraste de densidad entre la capa superior ligera y la del fondo ms densa

Situacin altamente estable - En latitudes altas o polares picnoclina menos evidente Poco contraste de densidad y en ocasiones el agua ms densa est sobre la menos densa

Situacin inestable

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Movimientos verticales en la capa superior ocenica - En latitudes medias en la capa superior del ocano ocurre:

Marzo: Capa superior isotrmica Estabilidad neutra

Mayo: Aumenta T en superficie (mayor radiacin) Ligera estabilidad

Junio - Agosto: Agua superficial muy clida Gran estabilidad

Septiembre: Comienza enfriamiento Inestabilidad

Noviembre: Continua la tendencia anterior Inestabilidad

Enero: Disminuye el enfriamiento Ligera Inestabilidad

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El Agua de Mar: Composicin y Propiedades Las dos propiedades fsicas ms importantes del agua de mar son, sin duda, la temperatura y la salinidad, que determinan la densidad del agua. En el ocano, la densidad suele aumentar con la profundidad, de modo que las capas de agua superiores se apoyan siempre en otras de mayor densidad. No obstante, esta situacin de equilibrio puede verse rota por multitud de factores y, en un momento dado encontrarse aguas ms densas sobre otras de una densidad ligeramente inferior. Esto provoca una inestabilidad gravitacional que empuja al agua ms "pesada" a hundirse mientras la capa subsiguiente, ms "ligera", asciende para ocupar su lugar, establecindose una circulacin en la vertical. Pero no son esta las nicas propiedades interesantes del agua de mar. Aunque son esas las que tienen mayores connotaciones fsicas, resulta de vital importancia para la oceanografa biolgica estudiar y conocer cmo se propagan la luz y el sonido en el ocano.

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La Temperatura en el Agua de Mar La Temperatura del agua de mar vara entre -2C (Aguas polares) y 42C (mximos valores registrados en aguas costeras someras). El rango de temperaturas en tierra es mucho ms amplio y abarca desde los -68C (Siberia, 1892)hasta los 58C (Libia, 1922). Esto da cuenta del gran poder termo estabilizante del mar. Antes del desarrollo de los satlites era imposible observar los cambios estacionales de temperatura a gran escala, hoy en cambio podemos conocer la temperatura de la superficie marina a escala global con una precisin de dcimas de grado centgrado. No obstante, la nica manera de tener informacin de la temperatura en profundidad sigue siendo mediante medidas in situ. La temperatura de la superficie del ocano depende de la cantidad de radiacin solar que reciba y de qu fraccin de sta refleje. En cualquier caso, la penetracin de la luz solar es escasa y se reduce a los primeros metros (entre 15m en algunas aguas costeras y 200m en aguas ocenicas abiertas muy claras). Por otro lado, el mar pierde calor por conduccin, ya que en promedio la superficie ocenica est ms caliente que el aire, y por efecto de la evaporacin, aunque es ste ltimo el medio de prdida de calor ms efectivo, disipando del orden de 10 veces ms que la conduccin. Distribucin de la temperatura con la profundidad Hoy en da, la temperatura del agua del mar se mide con termistores, que van midiendo y registrando los datos a medida que descienden en la columna de agua. De este modo proporcionan la informacin necesaria para la elaboracin de perfiles. Observando estos perfiles, se observa que, en general, la temperatura del agua disminuye con la profundidad. Si miramos con detalle uno de estos perfiles podemos establecer claramente (de forma anloga ocurre con la salinidad) tres zonas con caractersticas bien definidas: Capa de mezcla: Zona que abarca alrededor de los 100 primeros metros que corresponde a la zona de la columna de agua que se ve afectada por el stress del viento. Se caracteriza por tener unos valores de temperatura casi inalterables. Termoclina: Inmediatamente por debajo de la capa de mezcla se produce un fuerte descenso de la temperatura hasta rondar los 5C en torno a los 1000m. Capa profunda: Cuando la temperatura se estabiliza y, aunque sigue disminuyendo, lo hace de forma muy suave y apenas perceptible. En cualquier caso, los espesores de estas capas son relativos y pueden (y de hecho as sucede) variar sensiblemente de una localizacin a otra, e incluso, en un mismo lugar, varan estacionalmente dando lugar a lo que se conoce como

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termoclina estacional. Se puede distinguir tambin una termoclina diurna debida al calentamiento rpido de los primeros 10 o 15 metros. En cualquier caso, estas variaciones estacionales y diarias suelen ser de pequea magnitud frente a la termoclina permanente. Movimiento del agua No hay que perder nunca la idea de que el agua del mar est constantemente en movimiento. Aunque las estructuras suelen ser muy estables y tener escalas de tiempo de, incluso, dcadas, su estabilidad es dinmica y las parcelas de agua se mueven y a lo largo de muchos miles de kilmetros, siendo sustitudas constantemente por otras nuevas. Las variaciones de temperatura afectan adems a la densidad del agua, provocando movimientos verticales y circulaciones ocenicas profundas. Salinidad en el Ocano Se entiende por salinidad a la concentracin de sales disueltas en el agua ocenica. Un valor medio para esta propiedad puede ser 3,5% en peso, pero generalmente no se expresa de esta manera sino en partes por mil. No obstante, este smbolo se omite generalmente, debido a que la salinidad se define formalmente como un cociente de conductividades y es, por lo tanto, adimensional. Aunque podemos suponer que la salinidad ronda el valor de 35 (treinta y cinco gramos por kilogramo de agua), lo cierto es que en distintas zonas del planeta este valor vara sensiblemente. As la salinidad en zonas ms cerradas como el Mediterrneo o el mar rojo es muy superior a este valor medio y en otras como el Mar Bltico, con gran aporte fluvial, desciende bastante por debajo del mismo. La sal ms abundante es el cloruro sdico, que supone la mayor parte de la sal disuelta en el mar, pero existe gran cantidad de otros iones que se presentan en concentraciones menores pero muy significativas, por lo que suponen para el sustento de la vida en el mar. En general se acepta que, aunque el valor total de salinidad vare de una zona a otra, las proporciones relativas entre estos iones permanecen prcticamente constante, aunque existen multitud de casos particulares en que esto no se cumple: Mares cerrados, estuarios y otras zonas con un considerable aporte fluvial que puede alterar las proporciones inicas. Zonas profundas o de poca circulacin en las que las condiciones puedan llegar a ser anxicas, y en las que la accin bacteriana extrae del agua los iones sulfato para usarlo en lugar del oxgeno.

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Zonas de aguas clidas y someras caracterizadas por una intensa precipitacin qumica o biolgica del carbonato de calcio, disminuyendo su presencia en disolucin. Zonas de activo vulcanismo submarino (como las dorsales submarinas), en las que suele darse una intensa liberacin de gases La Variacin de la Salinidad La salinidad en el ocano, fuera de estos casos particulares que hemos observado, vara muy poco. En superficie el valor de la salinidad depende directamente de la relacin entre la evaporacin y la precipitacin, y, por tanto, de las condiciones climticas. Por debajo de los 1000 metros de profundidad, en cambio, la influencia de estas variaciones superficiales no es apreciable y la salinidad suele mantenerse entre 34.5 y 35 en cualquier latitud. Distribucin de la salinidad en superficie. En la superficie del ocano, se alcanzan los valores mximos en torno a los 20 de latitud en ambos hemisferios, ya que en estas zonas la evaporacin es mayor que la precipitacin. Esta zona corresponde con los cinturones desrticos en tierra. Los valores mnimos se alcanzan en bajas latitudes, en las que hay un mayor aporte fluvial y se funden los hielos polares. Distribucin de la salinidad en profundidad. Los valores de salinidad suelen ser bastante altos en los primeros metros en relacin con las zonas ms profundas. Tras una zona que vara entre los 30 y 100 metros de profundidad y que presenta un valor constante (capa de mezcla). Se produce un fuerte descenso hasta cerca de los 1000 m, en que se estabiliza en torno a 34.5 o 35, como ya se ha dicho. Esta zona de intenso gradiente es conocida como haloclina. Densidad y presin en las aguas ocenicas La temperatura y salinidad del agua son factores determinantes de sus propiedades fsicas y en su distribucin, sobre todo en lo que a la escala vertical se refiere. Esto se debe al efecto que estas propiedades tienen sobre la densidad, que aumenta al incrementarse la salinidad y disminuye cuando el incremento se da en la temperatura. Si suponemos una masa de agua esttica (en equilibrio hidrosttico) y en la que no existen fenmenos de difusin molecular, las porciones de agua ms "pesadas" se hunden y de este modo se obtiene una columna de agua estratificada en la que se

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pueden distinguir capas con diferentes densidades decrecientes a medida que nos acercamos a la superficie. Esto es lo que trata de mostrar la figura de la derecha, en la que las aguas ms densas tienen un color ms oscuro. Esta estructura tan perfectamente estratificada podra romperse fcilmente si agitsemos el agua y entonces las distintas porciones, cada una con su densidad tendera a reubicarse de nuevo en el nivel que le corresponde, oscilando en torno a l con amplitud decreciente hasta alcanzar de nuevo el estado de equilibrio, en un proceso de reajuste hidrosttico. A modo de smil, es como si tuvisemos un corcho flotando y lo empujsemos hacia el fondo. El corcho tiende a colocarse de nuevo de modo tal que tenga por debajo a todo aquello que sea tenga mayor densidad y por encima lo que tenga una densidad menor. Por eso vuelve a la superficie y all estar sobre el agua, de mayor densidad, y bajo el aire, de densidad menor. Este fenmeno es crucial en los procesos de mezcla en el ocano. En las zonas polares, por citar un ejemplo, la densidad del agua aumenta por dos motivos: al congelarse el agua, sta deja atrs su contenido en sales, aumentando localmente la salinidad del agua. Por otro lado, el descenso de la temperatura hace aumentar tambin la densidad. Estas aguas polares ms densas se hunden originando toda una serie de corrientes y circulaciones. En las zonas ms clidas, una elevada tasa de evaporacin produce un considerable aumento de la salinidad, y por ello, de la densidad originando un efecto similar. En oceanografa es usual encontrar en lugar de la densidad otro concepto casi equivalente: t (sigma-t) y que no tiene ms finalidad que la de simplificar los clculos y los desarrollos matemticos. Conocida la densidad (en g/cm3) slo hay que hacer este sencillo clculo: t = ( - 1000) donde es la densidad. De este modo, una densidad de 1024 g/cc pasa a ser una t de 24. Tambin a t se le llama densidad, pero esto no debe conducir a error fijndose en el valor al que ser refiera. En general, el ocano est estratificado y la densidad aumenta linealmente con la profundidad, aunque este aumento es de pequea magnitud y, a efectos prcticos, muchas veces se considera el ocano como de densidad constante. En cualquier caso, las variaciones de densidad estn ligadas al aumento de la presin segn la ecuacin de la hidrosttica: p = g z

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en la que p es la presin, medida en atmsferas (atm); g es la aceleracin debida a la gravedad, con un valor promedio de 9.81 m/s2; y z es la profundidad medida en metros (m). Si suponemos la densidad constante, esta expresin nos da una relacin muy interesante entre la profundidad y la presin, que ser muy til para determinar profundidades en el ocano.

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En las figuras se muestra la distribucin espacial de la temperatura superficial del

mar promediada a lo largo de un ao. De acuerdo a lo esperado, la temperatura es mayor sobre la regin ecuatorial, donde hay una mayor disponibilidad de energa solar. Sin embargo, tambin se aprecia que la temperatura aumenta significativamente a lo largo del Ecuador desde Sudamrica hacia Oceana. En parte, esto se debe al aporte de agua relativamente fra que la corriente de Humbolt (junto a la costa de Chile y a Per) inyecta en la regin tropical.

La temperatura media de la superficie del ocano en la regin de Oceana es la

ms alta que se registra a nivel planetario, y excede considerablemente los valores que tpicamente se registran en las costas chilenas (20 en Arica, 15 en Valparaso, 13 en Puerto Montt y 8 en Punta Arenas).

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Temperatura superficial del mar: En la zona ecuatorial el rojo intenso y el naranja indican temperaturas altas.

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