Corrientes en la capa superior del océano Corrientes superficiales en los océanos Atlántico (arriba) e Indico (derecha). Adaptados de Tomczak (Regional Oceanography, an Introduction, ver: www.es.flinders.edu.au/~mattom/regoc/index.html). Los giros subtropicales (anticiclónicos) en cada caso están sombreados de rosa. El área subpolar del HS (en verde) representa a la Corriente Circumpolar Antártica y las masas de agua al sur de la misma. El giro ciclónico del Mar de Weddell está representado en violeta. La circulación en el Indico tropical (beige) se invierte en respuesta a los cambios estacionales del patrón del viento. El panel superior derecho representa la circulación del Monzón del Noreste (entre marzo y abril) y el panel inferior derecho el Monzón del Sudoeste (entre septiembre y octubre). Circulación superficial del Pacífico. Ver epígrafe de las figuras anteriores. El modelo de Sverdrup (1947) Presión: 1 / ρ (∂p / ∂x) Coriolis: f v Fricción: AV ∂2u / ∂z2 β My = rotZ τ0 z = (6000*3.1415*(-.1)/(4000*1.6e-11*1026))*sin(3.1415*y/4000)*(1-(x/6000))/1000000 4000 τ = a Π 0 sen Π y (1-x/a) b β ρ0 b 3500 b= 4000 km 3000 τ = − τ 0 cos Π y b y (km ) 2500 2000 1500 1000 500 0 0. 08 0.0 4 0 -0.0 4 -0 .0 8 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 x (km) 3500 4000 4500 5000 5500 6000 a= 6000 km Líneas de corriente para el transporte de masa (103 Kg/s) en el Pacífico ecuatorial este, calculadas a partir de la relación de Sverdrup (adaptado de Reid, 1948). Transporte de Sverdrup aplicado globalmente usando los vientos de Hellerman y Rosenstein (1983). El intervalo entre contornos es 10 Sverdrups (1 Sv = 106 m3/s ≈ 109 Kg/s, adaptada de Tomczak y Godfrey,1994). Latitud Latitud Corriente Nor-Ecuatorial Contra-corriente Nor-Ecuatorial Sur Norte Oeste Este Corriente SurEcuatorial Transporte de masa meridional (My, izquierda) y zonal (Mx, derecha) en el Pacífico ecuatorial este, calculados empleando la relación derivada por Sverdrup (líneas) y datos a partir de hidrográficos (temperatura y salinidad) y el cálculo geostrófico (puntos). Los transportes están dados en 103 Kg/s a través de un área vertical de 1000 m de profundidad y 1 m de ancho. Aproximadamente son equivalentes a 0.1 Sv por grado de latitud. Notar las escalas diferentes para Mx y My (adptado de Reid, 1948). Bomba de Ekman (pumping) Tensión del viento en la superficie del mar (τ0 en Pa). Cada contorno representa una magnitud de 0.05 Pa. La teoría de Ekman muestra que el transporte de Ekman es MEk = τ0 / f La ecuación de continuidad es: ∇h • Vh + ∂w / ∂z = 0 tomando w = 0 en la superficie ∂w / ∂z = wEk / DE WEk = 1 / ρ ∇h • MEk WEk = 1 / ρ (∂τy / ∂x + ∂τx / ∂y) = 1 / ρ ∇ × (τ0 / f) Velocidad vertical (m/año) a través de la base de la capa de Ekman calculada a partir de la tensión del viento en superficie. Intensificación de las corrientes en el borde oeste (Stommel, 1948) Presión: 1 / ρ (∂p / ∂x) Coriolis: f v Fricción vert: AH ∂2u / ∂z2 Fricción horiz: -R*u, -R*v Mx = ∂ψ / ∂y My = - ∂ ψ / ∂x R (∂2ψ / ∂x2 + ∂2 ψ / ∂y2) + β ∂ψ / ∂x = ∂ / ∂y (τ0x / ρ 0) = a Π τ0 sen Π y (e(-xβ/R) - x/a -1) b β ρ0 b Solución de Stommel tierra no rotante Solución de Stommel tierra rotante “plano β” 4000 b= 4000 km z = 6 000*3.141 5*(-.1)/ (4000 *1.6e -11*1026 )*sin(3.1415 *y/400 0)*(exp(-(x/60 00)/.0 25)+(x/600 0)-1)/10000 00 4 000 ε = R / a β = 0 .025 3500 b= 4000 km 3 500 3000 3 000 τ = − τ 0 cos Π y b 2500 2 500 2 000 2000 1 500 1500 1 000 1000 500 500 0.08 0.0 4 = a Π τ0 se n Π y (e (-xβ/R) - x /a -1 ) b β ρ0 0 0 -0.0 4 0 -0 .08 500 100 0 150 0 200 0 25 00 3 000 3 500 4000 b 4500 5000 5500 600 0 a= 6000 km 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 a= 6000 km Líneas de corriente del transporte (en Sverdrups) para una solución plano β y para el perfil de tensión del viento indicado en la figura de la izquierda. La intensidad máxima de oestes y alisios es 0.1 Pa. En el “interior” el flujo se encuentra en balance de Sverdrup, pero al aproximarse al borde W, donde la velocidad crece, la fricción es relevante. Solución de Munk fricción turbulenta AH ∂2v / ∂y2 AH ∂2v / ∂x2 Detalle de la recirculación próxima al borde oeste. La misma sólo es evidente al imponer fricción horizontal turbulenta de tipo newtoniana, que permite, además que la velocidad tangencial también sea nula en los bordes. El océano real Imagen de temperatura superficial del mar en el Atlántico SW un día de diciembre de 1986. Nótese que las aguas cálidas asociadas a la C. Brasil se extienden hacia el sur cerca del borde oeste, formando la llamada “extensión de la C. Brasil”, el eddy cálido al sur del núcleo principal de la corriente probablemente se ha desprendido de la misma hace pocos días. El flujo meridioal al E de la C. Brasil se invierte (hacia el N), creando una recirculación semejante a la que resulta de la solución de Munk.