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9.1: Giros de superficie - Geociencias

9.1: Giros de superficie - Geociencias


En el capítulo anterior se derivaron los principales patrones de viento en la Tierra. En la sección 9.8 examinaremos la circulación termohalina profunda, que impacta alrededor del 90% del agua del océano.

Las corrientes superficiales generalmente se mueven en la misma dirección que los vientos que las crearon. Sin embargo, debido a la deflexión de Coriolis, las corrientes superficiales se compensan aproximadamente 45o relativo a la dirección del viento; 45o a la derecha en el hemisferio norte, y 45o a la izquierda en el hemisferio sur. Esto crea un patrón de circulación general donde en ambos hemisferios, las corrientes superficiales fluyen de este a oeste entre el ecuador y el 30o latitud, de oeste a este entre 30o y 60o, y de este a oeste entre 60o y los polos (Figura ( PageIndex {1} )).

Los vientos alisios crean las corrientes ecuatoriales que fluyen de este a oeste a lo largo del ecuador; las corrientes ecuatorial del norte y ecuatorial del sur. Si no hubiera continentes, estas corrientes superficiales viajarían alrededor de la Tierra, paralelas al ecuador. Sin embargo, la presencia de los continentes impide este flujo sin obstáculos. Cuando estas corrientes ecuatoriales llegan a los continentes, son desviadas y desviadas del ecuador por el efecto Coriolis; desviación hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Estas corrientes luego se convierten en corrientes fronterizas occidentales; corrientes que corren a lo largo del lado occidental de la cuenca oceánica (es decir, las costas este de los continentes). Dado que estas corrientes provienen del ecuador, son corrientes de agua cálida, que llevan agua cálida a las latitudes más altas y distribuyen el calor por todo el océano.

Al mismo tiempo, entre 30-60o latitud los vientos del oeste mueven las aguas superficiales hacia el este. El efecto Coriolis y la presencia de los continentes desvían las corrientes hacia el ecuador, creando corrientes limítrofes orientales (en el lado oriental de las cuencas oceánicas). Estas corrientes provienen de áreas de alta latitud, por lo que entregan agua fría a las latitudes más bajas. Juntas, estas corrientes se combinan para crear patrones circulares a gran escala de circulación superficial llamados giros. En el hemisferio norte, los giros giran hacia la derecha (en el sentido de las agujas del reloj), mientras que en el hemisferio sur los giros giran hacia la izquierda (en sentido contrario a las agujas del reloj).

Hay cinco giros principales en los océanos; el Atlántico Norte, Atlántico Sur, Pacífico Norte, Pacífico Sur e Índico (Figura ( PageIndex {2} )). El giro del Pacífico Norte está compuesto por la Corriente Ecuatorial del Norte en su límite sur, que se convierte en la Corriente de Kuroshio (también conocida como Corriente de Japón) que lleva agua cálida hacia el norte hacia Japón. El Kuroshio fluye hacia la Corriente del Pacífico Norte que se mueve hacia el este hacia América del Norte, donde se convierte en la Corriente de California para completar el giro. El giro del Atlántico Norte está formado por la Corriente Ecuatorial Norte que fluye hacia la Corriente del Golfo a lo largo de la costa este de los Estados Unidos. La Corriente del Golfo se fusiona con la Corriente del Atlántico Norte para mover el agua hacia Europa, que luego se convierte en la Corriente de Canarias a medida que avanza hacia el sur para unirse a la Corriente Ecuatorial del Norte.

Cerca de la Antártida, la circulación es algo diferente. Porque hay poco en el camino de masas de tierra continental entre 50-60o hacia el sur, la corriente superficial creada por los vientos del oeste puede hacer su camino completamente alrededor de la Tierra, creando la Corriente Circumpolar Antártica (ACC) o la Deriva del Viento del Oeste (WWD) que fluye de oeste a este (Figura ( PageIndex {2} )). La Corriente Circumpolar Antártica es la única corriente que conecta todas las principales cuencas oceánicas y, en términos de la cantidad de agua que transporta, es la corriente superficial más grande de la Tierra. Por encima de 60o de latitud los vientos predominantes son los vientos polares del este, que crean una corriente que fluye de este a oeste a lo largo del borde del continente antártico, la deriva del viento del este o la corriente costera antártica.

La Corriente Circumpolar Antártica crea el límite sur para todos los giros del Hemisferio Sur. En el giro del Pacífico Sur, el ACC se convierte en la Corriente de Perú (también conocida como Corriente de Humboldt) que se desplaza por la costa oeste de América del Sur, antes de unirse a la Corriente Ecuatorial del Sur. La corriente ecuatorial del sur fluye hacia el sur como la corriente del este de Australia, antes de completar el giro con el ACC. El giro del Atlántico Sur está compuesto por la Corriente Ecuatorial Sur, la Corriente de Brasil, el ACC y la Corriente de Benguela. Finalmente, las corrientes que componen el giro indio son el ACC, la corriente de Australia Occidental, la corriente ecuatorial del sur y la corriente de Agulhas.

No toda el agua ecuatorial que se mueve hacia el oeste por los vientos alisios y llega a los continentes se transporta a latitudes más altas en los giros, porque el efecto Coriolis es más débil a lo largo del ecuador. En cambio, parte del agua se acumula a lo largo del borde occidental del océano y luego fluye hacia el este debido a la gravedad, creando contracorrientes ecuatoriales estrechas entre las corrientes ecuatoriales norte y sur (Figura ( PageIndex {2} )). Parte de esta agua también se mueve hacia el este como corrientes subterráneas ecuatoriales que fluyen a profundidades entre 50-200 m, por debajo de las corrientes ecuatoriales. Estas corrientes subterráneas se denominan Corriente de Lomonosov en el Atlántico y Corriente de Cromwell en el Pacífico.


¿Qué es un giro?

Hay cinco giros principales, que son grandes sistemas de corrientes oceánicas en rotación. El océano agita varios tipos de corrientes. Juntas, estas corrientes más grandes y permanentes forman los sistemas de corrientes conocidos como giros.

El viento, las mareas y las diferencias de temperatura y salinidad impulsan las corrientes oceánicas. El océano agita diferentes tipos de corrientes, como remolinos, remolinos o corrientes oceánicas profundas. Corrientes sostenidas más grandes y mdashthe Gulf Stream, por ejemplo, mdashgo por nombres propios. En conjunto, estas corrientes más grandes y permanentes forman los sistemas de corrientes conocidos como giros.

Hay cinco giros principales: los Giros Subtropicales del Pacífico Norte y Sur, los Giros Subtropicales del Atlántico Norte y Sur y el Giro Subtropical del Océano Índico.

En algunos casos, el término “giro” se usa para referirse a las colecciones de desechos plásticos y otros desechos que se encuentran en concentraciones más altas en ciertas partes del océano. Si bien este uso de "giro" es cada vez más común, el término tradicionalmente se refiere simplemente a grandes corrientes oceánicas giratorias.

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¿Sabías?

Las corrientes no solo mueven agua. Mueven personas y mercancías, así como contaminación y escombros. Para comprender mejor cómo las corrientes mueven a las personas y las cosas, NOAA recopila y comparte datos sobre mareas y corrientes. Estos datos orientan la navegación segura de las aguas costeras, las operaciones de búsqueda y rescate, la limpieza de desastres y el diseño de proyectos de desarrollo costero.


9.1: Giros de superficie - Geociencias

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Giros y corrientes superficiales

El patrón global de vientos junto con el efecto Coriolis y el transporte Ekman producen corrientes a gran escala en el océano mundial. Las corrientes de la superficie del océano se organizan en giros que se caracterizan por la circulación a escala de la cuenca del océano. La siguiente figura muestra el patrón básico. Tenga en cuenta que los giros circulan en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en sentido antihorario en el hemisferio sur.

La influencia del efecto Coriolis en las corrientes oceánicas aumenta con el aumento de la latitud, por lo que las corrientes ecuatoriales son similares en cada cuenca oceánica, aunque su dirección de flujo (de este a oeste) es consistente con la sensación de flujo en los giros a gran escala dentro de cada océano. cuenca. Pero la variación del forzamiento de Coriolis en función de la latitud tiene un efecto pronunciado sobre las corrientes superficiales. Las corrientes hacia los polos en el lado occidental de cada cuenca oceánica son claramente diferentes de las del lado oriental de la cuenca oceánica.

Las corrientes fronterizas occidentales son rápidas, estrechas y profundas en relación con las corrientes fronterizas orientales, que son más lentas, más anchas y menos profundas que las WBC. Las corrientes fronterizas occidentales tienden a llevar calor desde el ecuador hacia los polos, así que piense en el punto en el que comenzamos en esta lección, todo es impulsado por el calentamiento solar diferencial. El exceso de calor recibido en las regiones ecuatoriales impulsa todo, incluidas las fuertes corrientes fronterizas occidentales, como la conocida Corriente del Golfo y la Corriente de Australia Oriental (desde Buscando la fama de Nemo).

La siguiente figura muestra información sobre las corrientes superficiales del Atlántico Norte. La escala de colores es la velocidad del flujo en m / s, y la flecha en la parte inferior muestra una barra de escala de 1 m / s (vector). Tenga en cuenta la estrechez de la Corriente del Golfo.

Actividad 3

Hagamos nuestros propios mapas y usémoslos para calcular algunas cosas sobre el transporte de calor. Para esta actividad usaremos ESR (Earth and Space Research) de Seattle, WA. Tienen grandes proyectos de investigación como OSCAR (Ocean Surface Current Analyzes Real-Time) que se adapta muy bien a nuestros propósitos. Visitémoslos AQUÍ. Hay buena información de antecedentes sobre OSCAR allí, pero usaremos el enlace "OSCAR en SOTO", donde SOTO significa "Estado del océano". Una vez que hagas clic en "OSCAR on SOTO", abrirás un mapa interactivo realmente genial. Te animo a que juegues un poco con él para ver qué tipo de datos es capaz de transmitir (¡podríamos haber usado esto para nuestros cálculos de densidad para la Actividad 2!). Una vez que hayas terminado de jugar, echa un vistazo a "Ocean Current Speed ", pero luego elija" Vectores de corrientes oceánicas ".

- & gtNota: Este sitio web ya no está. Algunos de ellos están disponibles aquí: https://www.esr.org/research/oscar/overview/

  1. Haga y guarde (usando "Grab" en una Mac u otra aplicación de pantalla de impresión) algunos mapas de corrientes superficiales donde observe las variaciones estacionales, así como las direcciones de flujo y el patrón básico de los giros a escala de la cuenca oceánica.
  2. Elija su mapa favorito y dígame por qué lo eligió en unas pocas oraciones. ¿Qué aprendiste de él? Guarde su mapa en un archivo, junto con sus comentarios.
  3. Y ahora un par de cálculos.
  • Calcule una estimación del volumen de agua que fluyó hacia los polos en la Corriente del Golfo durante todo junio de 2016.
  • Calcule una estimación de la cantidad de calor transportada por la Corriente del Golfo en junio de 2016 (puede elegir estimar el calor sensible y / o el calor latente)

Hay varias formas en que uno puede hacer esto, solo asegúrese de que pueda seguir su línea de pensamiento a través de cada uno o ambos. Tus cálculos deberían:

  • incorporar la velocidad máxima de la Corriente del Golfo de junio de 2016
  • suponga que la profundidad de la corriente es de 1 km
  • Estime el ancho de la Corriente del Golfo a partir de su mapa
  • use OSCAR para encontrar estimaciones de temperatura

Envío de su trabajo

Por favor, ponga sus respuestas en un archivo y suéltelo en el buzón de la Actividad 3 en Canvas.

Guarde su documento como archivo Microsoft Word o PDF en el siguiente formato:
L4_Activity3_AccessAccountID_LastName.doc (o .pages o .pdf)
Por ejemplo, el archivo del estudiante Elvis Aaron Presley se llamaría "L4_Activity3_eap1_presley.doc".

Criterio de evaluación

Consulte la rúbrica de calificación para obtener información específica sobre cómo se calificará esta tarea.


Datos extendidos Fig. 1 Distribución de las proporciones de N: P y C: P orgánicos disueltos y en partículas sobre el océano global.

Modelado (mapa de colores) DON a DOP (panel superior) y relaciones DOC a DOP (panel inferior) a 50 m de profundidad y, observado (círculos de colores) PON: POP y POC: Relaciones de POP entre la superficie y 50 m de profundidad (ver Información complementaria 2). Las flechas junto a las escalas de color indican las proporciones de Redfield. Tenga en cuenta las desviaciones de la relación C: N: P Redfield de 106: 16: 1 (representado en blanco), con tonos rojos y azules que indican valores mayores y menores que Redfield, respectivamente. Los escasos datos sobre partículas se deben particularmente a las pocas mediciones de COP disponibles.

Datos ampliados Fig. 2 Contenido metálico de las hidrolasas de éster fosfórico.

Porcentaje de P-monoéster (EC 3.1.3) y P-diéster hidrolasas (EC 3.1.4) que son dependientes de metales, lo que ilustra que los AP pueden variar mucho en su contenido de metal. Mientras que Mn y Fe ocurren con más frecuencia en mono- en comparación con diesterasas, Zn y Co ocurren con más frecuencia en diesterasas que en monoesterasas.


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