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Transferencia y Acumulación de Calor en los Océanos

Temperaturas Superficiales del Mar

Temperaturas Superficiales del Mar. Los colores rosado y morado son las temperaturas más frías (empezando cerca de 0º C). Naranja y rojo son las más cálidas (hasta cerca de 32º C).
Crédito: Imagen cortesía de NOAA.

Las temperaturas estacionales extremas son moderadas por la cercanía de grandes cuerpos de agua en áreas cercanas a los océanos o grandes lagos en comparación con áreas más alejadas. El agua demora más en enfriarse y calentarse que el aire e incluso la tierra.

Veamos un ejemplo. Las temperaturas promedio anuales en Valdivia, Chile y en Beijing, China son casi idénticas. Sin embargo, la temperatura promedio en el mes más frío de Valdivia es 7º C (45º F), mientras que la del más caliente es 16º C (61º F). En Beijing, la temperatura promedio en el mes más frío es – 4º C (25º F), mientras que la del más caliente es 26º C (79º F). La variación de verano a invierno en Valdivia, al lado del mar, es apenas 9º C (16º F), mientras que en Beijing, en medio del continente, lejos del mar, es 30º C (54º F).

Prom. Anual
Temperatura
Temp. Prom. en
Mes más Frío
Temp. Prom. en
Mes más Cálido
Verano - Invierno
Rango Temp.
Beijing, China
11º C (52º F)
– 4º C (25º F)
26º C (79º F)
30º C (54º F)
Valdivia, Chile
12º C (53º F)
7º C (45º F)
16º C (61º F)
9º C (16º F)

Grandes cuerpos de agua, como los océanos de la Tierra, tienen considerable "inercia térmica". Se calientan lentamente a medida que se les agrega calor, pero también liberan lentamente el calor cuando el medio ambiente se enfría. Este principio nos es muy familiar en escalas de tiempo de algunas estaciones del año, pero también se cumple sobre períodos más largos de tiempo. Esto es una consideración importante cuando se contemplan los efectos extendidos del calentamiento global.

Aunque parezca muy lento para los patrones humanos, el calentamiento de la atmósfera terrestre ha progresado relativamente muy rápido en esta era actual de calentamiento global, si se compara con el calentamiento de los océanos. Sin embargo, las temperaturas oceánicas han comenzado a elevarse, y no son algo fácil de controlar una vez que empiezan a cambiar. La recuperación de nuestra planeta de estas condiciones cálidas puede verse demorada, aun después que enfrentemos las causas del calentamiento global, por la inercia térmica de los océanos. Al igual que las regiones costeras disfrutan de otoños agradables, la Tierra experimentará climas más calientes por períodos extensos de tiempo mientras los océanos se enfrían lentamente una vez que comencemos a disminuir los factores causantes del calentamiento global.

Aguas Superficiales versus Océano Profundo

Gráfico de Temperaturas Oceánicas vs. Profundidad

Esta gráfica muestra los cambios típicos de la temperatura oceánica con la profundidad en aguas de latitudes bajas y medias.
Crédito: Trabajo artístico original del equipo de Ventanas al Universo.

Para complicar más aún el asunto del almacenamiento de calor en los océanos hay que considerar que los océanos no son en realidad una enorme y homogénea alberca de agua. Desde nuestra perspectiva superficial, tendemos a separar los océanos en términos geográficos, el Atlántico es diferente al Pacífico, que es diferente al Ártico, etc. Desde una perspectiva de reserva de calor y "parcelas de agua con características similares", hay una diferencia mayor entre el océano superficial y el océano profundo.

Entre los trópicos y las latitudes medias, la luz del sol proporciona una cantidad considerable de calor a las capas superiores de los océanos. Sin embargo, esta luz sólo penetra a una profundidad de algunas decenas de metros. La agitación debida a las mareas y las olas superficiales generadas por el viento mantienen las capas superficiales bien mezcladas, de tal manera que el calor suministrado por el Sol es distribuido de forma efectiva a través de algunos centenares de metros de profundidad. Sin embargo, el océano profundo, que contiene cerca del 90% de toda el agua oceánica, no se mezcla mucho con las capas superficiales . Las temperaturas superficiales del mar van de algo menos que el punto de congelación cerca de los polos a cerca de 30° C en los trópicos. Las aguas profundas de los océanos tienen un rango mucho más estrecho, entre 0° C and 4° C, casi uniforme en todos los océanos. La brusca transición entre las cálidas aguas superficiales y las frías aguas profundas es llamada termoclina, existe a profundidades de algunos centenares de metros en todos los océanos terrestres.

¿Que importancia tiene esta separación entre aguas superficiales y profundas para los cambios climáticos? Ya que las aguas superficiales están expuestas a la atmósfera, una atmósfera en calentamiento puede transferir calor efectivamente a las capas superiores del océano. Aunque el agua se calienta más lentamente que el aire debido a su relativamente alta "inercia térmica", podemos esperar que el incremento de la temperatura del aire conlleve a capas superficiales del océano más calientes en escalas de tiempo de años a décadas.

Por supuesto, aunque las aguas superficiales y profundas no son bien mezcladas en cortos intervalos de tiempo, ellas si se mezclan gradualmente sobre largos períodos de tiempo. Un sistema de circulación importante llamado circulación termohalina lleva agua fresca superficial hacia las profundidades oceánicas, principalmente en el Atlántico Norte y alrededor de la Antártida- La circulación termohalina eventualmente lleva parte de las aguas profundas a la superficie, mayormente en el Pacífico, pero también en el Océano Índico. Este viaje cerrado no es uno rápido; al menos toma unos doscientos años, y puede durar tanto como 1 600 a 2 000 años para el agua que hace el viaje más largo al Pacífico.

Correa Transportadora de la Circulación Termohalina

La " correa transportadora " de la circulación termohalina. Las flechas moradas indican frías corrientes oceánicas profundas. Flechas rojas muestran patrones de circulación poco profundos, de aguas cálidas.
Crédito: Imagen cortesía de CLIVAR (W. Broecker, modificado por E. Maier-Reimer)

El calor y los químicos disueltos (incluyendo el dióxido de carbono de la atmósfera que se disuelve en el agua superficial del mar) no se trasladan necesariamente con una parcela de agua en el largo viaje a las profundidades del océano y de regreso a la superficie, pero muchas veces si lo hacen. Así que el calentamiento (o enfriamiento) del océano profundo posiblemente ocurrirá en escalas de tiempo muchísimo más largas que las de la atmósfera. El calentamiento global calentara el océano profundo muy lentamente; pero una vez que resolvamos el problema (¡presumiendo que lo hagamos!), la recuperación del océano profundo también será muy gradual, durando muchas generaciones humanas. Los efectos que comenzaron al inicio de la Revolución Industrial en los 1800s se están sintiendo ahora en los océanos profundos. Esta diferencia de tiempo entre los factores climáticos y las reacciones correspondientes de los sistemas terrestres a esos factores es una característica importante de muchos aspectos de los cambios climáticos globales que preocupa a los científicos. Las políticas que intentan prevenir impactos futuros de los cambios climáticos deben tomar en cuenta tales demoras.

Última modificación el 6 de junio de 2007 por Randy Russell.

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