Introducción - Circulación General

• Balance de calor en la tierra y el océano
balance radiativo, calor sensible y latente, flujos netos de calor
• Balance de masa
evaporación, precipitación y descarga continental
• Flujo de Flotabilidad
• Viento sobre la superficie del mar
• Características del fondo marino
Circulación General ––Balance de calor y de masa
El balance de calor en la tierra
radiación de
onda corta
radiación de
onda larga
dispersión
al espacio
absorción
atmos.
a la atmósfera
aire y
nubes
al océano
reflejada
Procesos
fotosintéticos
Circulación General ––Balance de calor y de masa
El balance de calor en el océano
Qs + Qr + Qc + Qe + Qa = QT
radiación de
onda larga
a la atmósfera
Qr
Qe
Qc
Procesos
fotosintéticos
Qa
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Radiación de onda corta (Qs, anual)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Radiación de onda larga (Qr, anual)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Flujo de calor sensible (Qc anual)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Flujo de calor latente (Qe anual)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Flujo neto (Qs+ Qr+ Qc+ Qe , anual)
Flujo neto de calor (medio
anual) entre el mar y la
atmósfera, en W/m2, a partir
del re-análisis de ECMWF.
El balance global no es
nulo. Nótense las marcadas
asimetrías zonales que se
acentúan en latitudes
medias, asociadas a la
circulación oceánica y los
forzantes atmosféricos.
Ídem anterior, de acuerdo a
los datos de da Silva (1994).
Valores positivos indican
flujo hacia el océano.
El balance global de estas
estimaciones no es nulo.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
(des) balance de calor en la Tierra
Norte
W/m2
1015W
-250
5
-5
Flujo meridional de calor
250
Sur
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Advección - Flujo meridional de calor
Qm = ρ0 Cp T v A
v
A
océano
atmósfera
Partición del flujo meridional de calor en la tierra entre la atmósfera y el océano.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Flujos meridionales de calor observados
Flujos meridionales de calor
oceánicos globales (PW).
Ganachaud & Wunsch, Nature 2000
Keith, Tellus, 1995
Trenberth & Solomon, Clim.Dyn., 1994
*
MacDonald & Wunsch, Nature, 1996
Garnier et al., Int.J.Climat., 2000
Heras & Schlitzer, J.Geophys.Res., 1999
Bryden et al., Deep-Sea Res., 1991
Circulación General ––Balance de calor y de masa
El balance de agua
F = P – E + R
Atmósfera
Evapo-trasp.
2.31
Precipitación
3.58
Tierra
42 000
Ríos
1.27
0.001 %
12.7
Evaporación
13.10
Precipitación
11.83
Océanos
1 335 040
4%
96 %
Unidades: reservorios en 103 Km3. Flujos en 106 m3 / s
Adaptado de Trenberth et al., J. Hydromet., 2007
Circulación General ––Balance de calor y de masa
El balance de agua (detalles)
Trenberth et al., J. Hydromet., 2007
Unidades: reservorios en 103 Km3. Flujos en 103 Km3 / año
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Evaporación
(mm/3h ≈ 292 cm/año)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Precipitación
(mm/3h ≈ 292 cm/año)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Evaporación – Precipitación (mm/día)
Calculo a partir del balance de humedad en la atmósfera
Trenberth et al., J. Hydromet., 2007
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Flujos totales de agua por cuenca oceánica
al norte de 30ºS
Océano
Fs
(106 m3/s)
Atlántico
-0.69
Indico
-0.64
Pacífico
0.51
Ártico
.08
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Salinidad superficial
Circulación General ––Balance de calor y de masa
(des) balance de agua en el océano
P
E
S
Distribución meridional de las medias zonales para los tres océanos de evaporación (rojo)
y precipitación (azul), panel superior y salinidad (naranja) y (E-P) (guiones), panel inferior.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Flujo de flotabilidad (anual)
B = g ρ α FT + β FS, α = 1/ ρ (∂ρ / ∂T), β = 1/ ρ (∂ρ / ∂S)
Flujo de flotabilidad bajo el efecto de los flujos de calor y agua a través de la superficie del mar. Los
valores positivos representan aumento de densidad superficial.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Presión Atmosférica en superficie
Distribuciones de presión atmosférica en superficie en enero (superior izquierdo),
julio (superior derecho) y anual (inferior). Fuente reanálisis de NCEP 1949-1990.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Viento sobre la superficie del mar
oestes
alisios
La fuerza ejercida por el viento por unidad de superficie es parametrizada como una
relacion no lineal de la velocidad del viento: τ = CD . wn . ρa donde CD es el coeficiente de
arrastre, ρa la densidad del aire y w la velocidad de viento. CD depende de w y hay varias
parametrizaciones con diferentes valores de n.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Tensión del viento en superficie (fuente reanálisis NCEP)
Media climática (1/1949-4/2002) de
la componentes zonal (panel
superior der.) y meridional (panel
inferior) de la tensión del viento en
superficie (en Pascales). Los
valores negativos corresponden a
tensiones hacia el Este y hacia el
Norte respectivamente. El panel
superior izq. Muestra la media zonal
de la tensión del viento zonal.
Circulación General ––Balance de calor y de masa
El viento sobre la superficie del mar
Promedio semanal 15-22/8/2009
Datos satelitales de QuickScat, http://www.ssmi.com/qscat/scatterometer_data_weekly.html
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Scatterometer Climatology of Ocean Winds
(SCOW)
http://cioss.coas.oregonstate.edu/scow/index.html
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Topografía del fondo marino
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Evidencia batimétrica
dorsales
Maurice Ewing
Sección del fondo marino entre Recife (Brasil) y Cabo Verde (África)
Circulación General ––Balance de calor y de masa
Edad del fondo marino
198 132
68 20
147
33 8
Millones de años
Circulación General –Balance de calor y de masa
Corte transversal del Atlántico SW
Rasgos topográficos y corte transversal
del fondo marino en la costa Argentina
Fuente, Parker et al., 1997.
Circulación General ––Balance de calor y de masa