Introducción a la oceanografía física

Dirección de Estudios de Posgrado*Departamento de Servicios Escolares
Oceanografía Física
Temario de curso
Adscripción
Programa de posgrado
Orientación
Fecha de registro en el DSE
Información del curso
Nombre del curso
Introducción a la Oceanografía Física
Periodo lectivo
Cuatrimestre III (agosto-diciembre)
Cursos previos
Oceanografía Física
No aplica.
22/04/2014
Tipo
Obligatorio
Créditos
Horas de teoría
Horas de laboratorio
6
48
0
Elaborado por
Dr. Cuauhtémoc Turrent Thompson
Aprobado en reunión de Consejo de Programa de Posgrado (CPP)
22/04/2014
Objetivos generales
El curso tiene por objetivo presentar los problemas que se estudian en oceanografía física, así
como los conceptos fundamentales y métodos observacionales que se utilizan en esta disciplina.
El alumno conocerá los procesos físicos involucrados en la distribución global de las propiedades
del agua de mar (temperatura, salinidad, densidad); los conceptos básicos utilizados en el estudio
de la dinámica y termodinámica de los mares y su aplicación para explicar la circulación general
de los océanos. También se discutirán nociones elementales de otros fenómenos físicos como
mareas, olas y otras ondas que se presentan en el mar, circulación estuarina y el fenómeno de “El
Niño”
Formato DSE-OF-12
Dirección de Estudios de Posgrado*Departamento de Servicios Escolares
Oceanografía Física
Contenido temático
1.
1. Características generales de los océanos
a) Breve paseo por la oceanografía física: ¿qué es, por qué es importante estudiarla,
cuáles son sus herramientas?
b) Breve discusión sobre la geografía y circulación general de los océanos, corrientes
marinas importantes
c) Topografía del fondo marino.
d) Breve descripción de la circulación general de la atmósfera.
2. Un océano estratificado: propiedades físicas del agua de mar
a) Constitución básica del agua pura.
b) Temperatura, salinidad, conductividad, presión y densidad: ¿qué son y cómo se
miden?
c) Ecuación de estado del agua de mar: TEOS-10 y la función de Gibbs.
d) Temperatura potencial, densidad potencial y densidad neutral.
e) Estratificación y estabilidad.
f) Velocidad del sonido en el mar.
3. Mediciones de corrientes marinas
a) Dos maneras de describir el movimiento de un fluido: descripción
lagrangeana y euleriana.
b) Mediciones lagrangeanas y eulerianas de las corrientes marinas
c) La derivada material ¿cómo se relacionan estas dos descripciones?
4. Leyes de conservación y su importancia para el estudio de la física del mar
a) Leyes de conservación.
b) Conservación de masa y sal.
c) Ecuación de continuidad, el caso incompresible.
d) Difusión molecular de sal, calor y momento.
e) Difusión turbulenta: ¿cómo se transfiere sal, calor y momento entre las escalas
moleculares y las escalas oceánicas?
f) Advección versus difusión.
g) Conservación de momento lineal: la segunda Ley de Newton.
5. Fuerzas que actúan sobre el agua del mar, las ecuaciones de movimiento para el
océano y su aplicación en las corrientes de gran escala
a) Movimiento circular uniforme.
b) Fuerza de gravedad.
c) El efecto de Coriolis.
d) Fuerza del gradiente de presión.
e) Fricción viscosa y turbulenta.
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Oceanografía Física
f) Ecuaciones de movimiento básicas para el océano.
g) Números adimensionales y su utilidad para simplificar las ecuaciones de
movimiento.
h) Presión hidrostática.
i) Estabilidad y frecuencia de Brunt-Väisälä.
j) ¡Eureka! El principio de Arquímides.
k) Balance geostrófico.
l) Viento térmico.
m) Geopotencial y altura dinámica.
n) Corrientes geostróficas por altimetría e hidrografía.
6. La respuesta del océano a los vientos
a) Esfuerzo del viento.
b) Oscilaciones inerciales.
c) Transporte de Ekman.
d) Surgencias costeras.
e) Bombeo de Ekman.
f) Vorticidad potencial.
g) Balance y transporte de Sverdrup.
h) Corrientes de frontera oeste.
i) Teorías de la circulación debida al viento.
7. El balance de calor del océano: la importancia de la energía solar y los intercambios de
calor entre el océano y la atmósfera
a) Balance global de calor: flujos de calor entre el espacio exterior, la atmosfera y el
océano.
b) Transporte meridional de calor en el océano y atmósfera.
c) Efecto de invernadero.
d) Balance local de calor: la termoclina diurna y estacional.
e) Penetración de la luz en el agua de mar.
8. Circulación meridional del océano, el movimiento del agua abisal
a) Su importancia en el balance de calor de la Tierra y en la modulación del clima
terrestre.
b) Su importancia en el establecimiento de la estratificación del océano
c) Procesos de formación de aguas profundas.
d) Teoría de Stommel-Arons sobre la circulación abisal.
e) Teorías sobre la circulación meridional.
9. Oceanografía descriptiva: distribuciones de temperatura, salinidad y densidad de todos
los océanos
a) Mezcla.
b) Diagramas T-S.
c) Circulación y masas de agua de los Océanos: Pacifico, Atlántico, Índico, Ártico y
del Sur.
d) Otros trazadores (oxígeno, nutrientes, trazadores químicos).
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Oceanografía Física
10. Tópicos selectos (nociones elementales)
a) Paseo por las ondas que se presentan en el mar: oleaje, ondas internas, ondas
de Poincaré, Rossby y Kelvin.
b) Mareas.
c) Circulación estuarina.
d) El Fenómeno de “El Niño”
Criterios y mecanismos de evaluación
Exámenes y tareas
Otros
Referencias bibliográficas
1. Introduction to Physical Oceanography. Robert H. Stewart
(http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/contents.html).
2. Ocean circulation, Angela Colling Editor. The Open University Press, 2nda edición, 2001.
286 p.
3. Descriptive Physical Oceanography: An Introduction (Sixth Edition). Lynne D. Talley,
George L. Pickard, William J. Emery and James H. Swift. Academic Press, 2011. ISBN: 9780-7506-4552-2
4. Ocean Circulation and Climate, Volume 103, Second Edition: A 21st century perspective.
Gerold Siedler et al. Editores. Academic Press, 2013. 868 pp.
Otras fuentes útiles para varios tópicos tratados en clase:
1. Introduction to Geophysical Fluid Dynamics: Physical and Numerical Aspects by Benoit
Cushman-Roisin and Jean-Marie Beckers, Academic Press. (Se tiene la versión digital en el
departamento).
2. Notas de Lynne Talley, Scripps Institution of Oceanography.
http://www-pord.ucsd.edu/~ltalley/sio210/
3. Introductory Dynamical Oceanography. S. Pond and G. L. Pickard. ButterworthHeinemmann, 2nda edición, 1983. 329 p.
4. Atmosphere and Ocean Dynamics. A. E. Gill. Academic Press, 1982. 662 p.
5. Fluid Mechanics. P.K. Kund & I.M. Cohen, Academic Press, 3ra edición, 2004.
6. La increíble Historia de la Malentendida Fuerza de Coriolis. Pedro Ripa.
http://oceanografia.cicese.mx/ripa/libro/htm/increhis.htm
7. Waves, tides, and shallow water processes. Gerry Bearman Editor. The Open University
Press, 1era edición, 1989. 187p.
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