updated 11:21 AM CET, Dec 9, 2016

Impacto de los océanos en el clima global

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nubes sobre el Océano Atlántico

El agua del mar tiene un fuerte efecto modificador de la meteorología y el clima

El sistema océano-atmósfera es un delicado equilibrio entre la energía entrante y saliente

Los océanos y las nubes son los dos componentes más importantes y menos comprendidos del sistema climático. ¿Qué efecto tienen los océanos en el clima? ¿Qué efecto tendrán los océanos en el cambio climático?

Radiación

La energía puede ser transferida de un objeto a otro sin que se caliente el espacio entre ellos. Este es el mecanismo por el cual la Tierra recibe energía del sol en forma de radiación. La radiación se desplaza en forma de ondas que liberan energía cuando son absorbidas por un objeto. Las ondas de radiación pueden ser distinguidas por la longitud de onda (la distancia entre dos crestas sucesivas de la onda).

La radiación solar que llega a la tierra se encuentra en un espectro de tres longitudes de onda. El sol emite el 44 por ciento de su radiación en el espectro visible, el siete por ciento en el espectro ultravioleta (onda corta) y 49 el por ciento en el espectro infrarrojo (onda larga).

radiación solar sobre la Tierra

La Ley del equilibrio

La Tierra y todas las cosas irradian energía continuamente. Si un objeto irradia más energía que la que absorbe, se hace más frío, y si absorbe más energía que la que emite, se calienta. Cuando un objeto emite y absorbe la energía en proporciones iguales, su temperatura se mantiene sin cambios. Absorción y emisión están en equilibrio.

La región cerca del ecuador (latitudes bajas) gana más radiación solar que la que pierde. Las regiones cercanas a los polos (latitudes altas) pierden más energía que la que reciben. Para mantener un balance de energía, la atmósfera y los océanos transfieren el exceso de energía desde el ecuador hacia los polos. Los océanos son responsables de la transferencia de aproximadamente el 30 por ciento de este exceso de energía. Cualquier alteración en el sistema de transferencia de energía puede cambiar el clima.

Propiedades del agua

La energía del sol evapora grandes cantidades de agua de los océanos. Este vapor de agua es transportado por el viento a otras regiones donde se condensa formando nubes y precipitaciones.

El escurrimiento de la precipitación de las superficies de tierra con el tiempo vuelve a los océanos. Este ciclo se llama el ciclo hidrológico o ciclo del agua. Del total del vapor de agua contenido en la atmósfera, el 85 por ciento se evapora desde los océanos.

El agua tiene una alta capacidad para almacenar energía. Se requiere una cantidad relativamente grande de energía térmica para producir un pequeño cambio de temperatura en el agua. Así, el agua tiene un calor específico elevado. E igual puede decirse lo contrario - el agua también se enfría lentamente. El porcentaje de radiación reflejada desde una superficie se denomina el albedo. Las superficies de agua reflejan sólo una pequeña cantidad de energía solar. Un objeto que refleja muy poca luz solar absorbe una gran cantidad. El agua tiene un albedo bajo, pero de alta absorción. Debido a estas propiedades únicas y porque los océanos cubren el 70 por ciento de la tierra, el agua tiene un fuerte efecto modificador de la meteorología y el clima.

Intensificación del efecto invernadero

Algunos modelos de computadora predicen que la duplicación de dióxido de carbono atmosférico, un gas de efecto invernadero, podría causar el aumento de las temperaturas del océano, lo que provocará un aumento de la evaporación. El agregado de vapor de agua, también un gas de efecto invernadero,  intensificaría el efecto invernadero, lo que aumentaría aún más el calentamiento global. Este es un mecanismo de retroalimentación positiva. Sin embargo, existe una teoría de retroalimentación negativa. El aumento de la evaporación produce más nubes que reflejan e irradian más energía que la que poseen. Por lo tanto el aumento de las nubes podría tener un efecto de enfriamiento.

corrientes cálidas y frías en los océanos

Los océanos y el cambio climático

Hay cuatro factores que controlan la temperatura en un punto dado en la tierra: 1) latitud, 2) elevación, 3) la relación de la tierra y el agua, y 4) las corrientes oceánicas.

El calor en el ecuador, la región de mayor temperatura media anual, está a unos 10 grados de latitud norte. De este modo, el hemisferio norte es más cálido que el Hemisferio Sur. Como resultado la Antártida tiene un albedo mayor que el Ártico. El hemisferio norte tiene una mayor fracción de tierra en las latitudes tropicales, y las corrientes oceánicas transportan el agua más caliente hacia hemisferio norte. Hay un intercambio de calor y humedad entre la superficie del océano y la atmósfera. Debido a la diferencia en la capacidad calorífica entre el agua y el aire, incluso un pequeño cambio en las temperaturas superficiales del océano podría modificar la circulación atmosférica, lo que podría tener efectos de largo alcance en los patrones climáticos globales.

No se entienden la mayoría de las interacciones entre los océanos y la atmósfera. Se sabe, sin embargo, que las corrientes oceánicas son causadas por el viento. Los vientos soplan sobre el océano, causando que el agua de superficie derive junto con ellos. Mueven las capas de agua creando gradientes de presión en el agua. Estos gradientes de presión producen corrientes que transfieren el calor desde el ecuador hacia los polos. Como el agua superficial se aleja con el viento, el agua fría rica en nutrientes sube desde abajo en un proceso conocido como afloramiento. Esto también es un ejemplo de transferencia de calor.

Los océanos desempeñan un papel importante en el sistema climático, sin embargo, es incierto el efecto exacto que tendrán sobre los crecientes niveles de dióxido de carbono y el calentamiento global. Los océanos son grandes almacenes de dióxido de carbono. Plantas microscópicas (fitoplancton) absorben de la atmósfera durante la fotosíntesis dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero. Temperaturas más cálidas del océano podrían producir un mayor número de estas plantas, lo que podría reducir el dióxido de carbono en la atmósfera. Se trata de un mecanismo de retroalimentación negativa.

Por otro lado, las temperaturas más altas del océano podría aumentar el dióxido de carbono en el aire debido al hecho de que el agua más caliente no puede disolver tanto dióxido de carbono como el agua más fría. Este es un mecanismo de retroalimentación positiva.

nubes y olas en el mar

Resumen

Están siendo investigadas las interacciones océano-atmósfera. Los estudios actuales están tratando de determinar, por ejemplo, la correlación de la temperatura del agua de superficie en el Océano Pacífico con el clima en los Estados Unidos. Una serie de cambios de presión barométrica alteran las direcciones en las que soplan los vientos alisios. Cuanto más caliente esté la superficie la temperatura del agua (El Niño) y la temperatura de la superficie del agua más fría (La Niña) son indicadores de este cambio de viento llamado la Oscilación del Sur. Los océanos tienen una enorme capacidad de almacenamiento de energía térmica. A medida que se calientan lentamente, deben retardar la velocidad a la que se calienta la atmósfera. La respuesta al calentamiento global de las temperaturas oceánicas, la circulación oceánica y el hielo del mar probablemente determinarán el patrón global y la velocidad del cambio climático.

El sistema océano-atmósfera es un delicado equilibrio entre la energía entrante y saliente. Si este equilibrio se rompe, aunque sea ligeramente, el clima mundial pueden sufrir una serie de complicados cambios.

En el vídeo de arriba unas fenomenales imágenes de alta velocidad de satélite y del Atlántico, Pacífico y el Índico trazan la creación de grandes tormentas y el impacto de los océanos sobre los continentes.