Variaciones verticales y meridionales de...
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Variaciones verticales y meridionales de T
superficie
500 m
3000 m
4000 m
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 1
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Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 2
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La circulación termohalina o Circulación Meridional
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
Latitud
5000
4000
3000
2000
1000
0
Pro
fun
did
ad
(m
)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 3
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Kuhlbrodt, et al., Rev. Geophys, 2007
La circulación termohalina un modelo algo más realista
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 4
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34 34.5 35 35.5 36 36.5 37Salinidad
0
5
10
15
20
25
Te
mp
era
tura
(°C
)
Atlántico
Indíco
Pacífico
24
25
26
27
28
Diagrama T-S medio de cada una de las tres cuencas oceánicas del Hemisferio
Norte. Se han promediado todas las observaciones a niveles horizontales. Laslineas mas finas indican los valores de anomalía de densidad (sigma-T) en kg/m3.
Las propiedades de superficie son determinadas principalmente por interaccionescon la atmósfera, intercambio de calor y agua (balance evaporación-precipitación),
mientras que las propiedades subsuperficiales son determinadas por la adceccióny la mezcla de las masas de agua, pues tanto la T como la S son conservativas.
Asimetrías ¿porqué son tan diferentes los océanos?
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 5
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Flujo de flotabilidad (enero)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 6
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Flujo de flotabilidad (julio)
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Flujo de flotabilidad (anual)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 8
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La estructura meridional del Atlántico
Temperatura
Salinidad
Oxigeno
disuelto
% de
saturación de
Oxigeno
disuelto
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La estructura meridional del Pacífico
Temperatura
Salinidad
% de saturación
de Oxigeno
disuelto
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 10
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Las aguas de la termoclina
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Contrastes Atlántico - Pacífico
Atlántico Pacífico
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 12
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Tritio (3H) en los tres océanos
1/3 T0
T0
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Tritio (3H) en el Atlántico
1972 1981 1981
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Distribución 3-D de CO2 antrópico en las cuencas oceánicas
3200m
1200m
1500m
1500m
1500m
15 Circ. Gral. 2011 – Circ.
Termohalina Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 15
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Distribuciones de CFC 11 Atlántico vs. Pacífico
Atlántico
Pacífico
http://www.ewoce.org/gallery/index.html
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Explicaciones ?
Temperatura superficial en enero (invierno HN)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 17
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Salinidad superficial en enero (invierno HN)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 18
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Densidad superficial (σ0) en enero (invierno HN)
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Estratificación vertical
σ0
Pro
fundid
ad
La convección esta directamente
ligada a la diferencia de
densidad entre diferentes
profundidades, es decir al
gradiente vertical del densidad
Δρ/Δz.
En el ejemplo de la izquierda, si
bien la densidad superficial es
menor en el caso de la curva
roja, un pequeño aumento de
densidad de la superficie puede
producir convección. En cambio
en la curva verde, es necesario
un aumento de densidad
considerablemente mayor.
Δρ
Δz
capa de mezcla
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 20
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Pacifico – 160ºW
Atlántico – 30ºW
Enero
Estratificación vertical - observaciones
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 21
Distribucion meridional del gradiente vertical de densidad (g.cm-3/200m) en la
capa superior
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Distribución de la estratificación vertical
Distribución de la frecuencia de Brunt – Vaisala (N) a 150 m en enero. N es
directamente proporcional al gradiente vertical de densidad, donde N es menor el
oceano está poco estratificado, siendo más “permeable” a la convección vertical
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 22
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Profundidad de la capa de mezcla
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 23
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Distribuciones a 3500 m
salinidad
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 24
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Distribuciones a 3500 m
% saturación de O2
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 25
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Circulación termohalina global
Agua cálida superficial
Agua profunda re-circulada
Agua profunda fría
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 26
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La circulación termohalina
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 27
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Flujo meridional de calor oceánico
Ganachaud & Wunsch 2000
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 28
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Flujo de flotabilidad (enero)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 29
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Explicaciones…
¿ de calentamiento a glaciación ?
¿ ficción o ciencia ?
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 30
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observed Atlantic overturning – I – variability
Bryden et al., Nature, 2005
Merid
iona
l volu
me tra
nsport
acro
ss 2
4ºN
(S
v)
1957
1981 1992
1998
2004
H. Bryden
30% decrease?
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 31
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Transporte – observaciones y modelos (26°N)
Serie de tiempo del transporte de la Celda de Circulación Meridional del Atlántico en 26N a
partir del reanálisis oceánico de ECMWF (negro) que asimila observaciones y una simulación
de control, sin asimilar datos (azul). Los puntos son estimaciones directas de Bryden et al.,
2005 (rojos) y Cunningham et al 2007 (verde). De Balmaseda et al.(GRL, 2007)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 32
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años
> CO2 = 1% / yr
> CO2 = 0.5% / yr
T aire media global
Transport
MOC sensitivity based on a
simple 3 basin coupled model
forced with different rates of
CO2 increase, both to 750ppm
Schmittner & Stocker, J. Climate, 1999
se cierra la MOC
T. Stocker
CO2 y el colapso de la circulación termohalina
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 33
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La evolución del CO2 en la atmósfera terrestre
Bianchi et al.,, 2010 Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 34
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Edad del océano profundo
Determinación empleando 14C
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2012 – 8. Circulación termohalina - 35