El vórtice de Lofoten , también llamado vórtice de la cuenca de Lofoten o remolino de la cuenca de Lofoten, es un remolino anticiclónico oceánico permanente , ubicado en la parte norte del mar de Noruega , frente a la costa del archipiélago de Lofoten . Fue documentado por primera vez en la década de 1970. [3]
Debido a la presencia del vórtice permanente, la cuenca de Lofoten presenta un área localizada con altos niveles de temperatura superficial del mar y energía cinética de remolino . Las corrientes locales dentro del vórtice y la fuerte convección observada durante el invierno generan un punto caliente rico en nutrientes, que afecta la biología marina circundante. [3]
Además, debido a su extraordinaria persistencia y ubicación, es probable que el vórtice de Lofoten influya en la densa formación de agua en la región. [4]
La cuenca de Lofoten es una depresión topográfica bien definida de unos 3250 m de profundidad, situada entre el talud continental noruego al este, la meseta de Vøring y la dorsal de Helgeland al sur y suroeste, y la dorsal de Mohn al noroeste. [6] La compleja estructura batimétrica es fundamental para localizar las dos principales corrientes oceánicas de la cuenca:
Estas corrientes juegan un papel clave en los mecanismos que garantizan la persistencia del Vórtice de Lofoten.
El vórtice se ha localizado en la parte más profunda de la cuenca de Lofoten. Se trata de un aparente remolino anticiclónico permanente, cuya persistencia ha sido documentada en los últimos años mediante mediciones desde barcos [7] , Seagliders [8] y satélites .
El radio estimado del vórtice es de 15 a 20 km y presenta un núcleo de 1200 m de espesor de agua atlántica (cálida y salina) que gira a velocidades que alcanzan los 0,8 m/s a una profundidad de 600 a 800 m. La estructura de velocidad es similar a un vórtice de Rankine , caracterizado por una disminución lenta y hacia afuera de las velocidades azimutales . [3]
Los flotadores RAFOS atrapados en el núcleo del vórtice de Lofoten revelaron que el centro del vórtice se desplazó 1.850 km en 15 meses, con una velocidad de deriva promedio de 1 a 5 km/día, pero con picos que alcanzaron los 15 km/día. A partir de estas mediciones, se detecta un movimiento descendente general y en sentido contrario a las agujas del reloj del vórtice alrededor de la parte más profunda de la cuenca de Lofoten. [3]
A partir de los perfiles de salinidad y temperatura, es posible ver que la hidrografía interna del vórtice se caracteriza por una estructura de lente doblemente convexa. Las isotermas en forma de domo , hacia arriba a unos 200 m y hacia abajo a unos 600 m de profundidad, [4] son visibles en un perfil de temperatura media vertical. Esta estructura revela que la cuenca profunda de Lofoten es un importante sitio de convección en los mares nórdicos , específicamente en invierno: dentro del vórtice de Lofoten, el agua del Atlántico penetra hasta 800 m de profundidad, mucho más profundo que en cualquier otro lugar del mismo mar. [4]
El perfil de densidad del vórtice se caracteriza por una marcada estacionalidad: durante el verano se detecta una estructura de doble núcleo, con una picnoclina poco profunda creada por la estratificación del agua superficial calentada por el sol. Por otra parte, en invierno el enfriamiento de la superficie crea una fuerte convección que homogeneiza el perfil de densidad y profundiza la picnoclina hasta los 1200 m de profundidad. [9]
El vórtice de Lofoten tiene dos características superficiales que son útiles para su detección.
En primer lugar, en un mapa de temperatura de la superficie del mar (TSM), el vórtice se reconoce como una anomalía de TSM negativa. Sin embargo, la señal de la superficie del núcleo frío no se puede detectar de manera consistente mediante registros satelitales, por lo que no suele considerarse un método de seguimiento confiable. [4]
Al ser una estructura anticiclónica, el vórtice de Lofoten puede analizarse como una anomalía positiva del nivel del mar (SLA). Los satélites que miden el SLA destacaron la existencia persistente del vórtice en el 83% de los conjuntos de datos disponibles, con una duración que abarca desde 90 días hasta más de un año. El vórtice más largo registrado duró dos años, desde mayo de 2002 hasta abril de 2004. [4]
Es necesario señalar que en el período comprendido entre dos vórtices identificados, no se sabe con certeza si el vórtice desapareció o simplemente no fue detectado. Esto podría suceder cuando el vórtice adopta una estructura de submesoescala, con un SLA no detectable.
Hasta ahora se han identificado dos mecanismos, ambos desempeñando un papel importante en la formación y el mantenimiento del vórtice de Lofoten: [9] [10]
El vórtice de Lofoten se encuentra en las partes más profundas de la depresión topográfica de la cuenca de Lofoten. Debido a las inestabilidades de la corriente límite oriental de la cuenca (NwASC), los ciclones y anticiclones se desprenden desde el este.
Como lo muestran los experimentos en un tanque giratorio , los ciclones suben la pendiente en una espiral anticiclónica en relación con el centro de un monte submarino , y los anticiclones descenderán hacia el centro de una depresión del fondo en una espiral ciclónica. [12] De la misma manera, los anticiclones liberados de la Corriente de la Pendiente Atlántica Noruega (NwASC) giran en espiral en sentido antihorario hacia la parte más profunda de la Cuenca de Lofoten. [9] Algunos de los anticiclones terminan dentro de la cuenca, mientras que las trayectorias de mayor duración (de 3 a 6 meses) se remontan a la región de la pendiente relacionada con la elevada energía cinética de los remolinos . [9]
La región de fuente anticiclónica se puede dividir en dos áreas de generación, siguiendo diferentes caminos hacia la cuenca: [4] [9]
Como los anticiclones de las fuentes más septentrionales tienen un tiempo de viaje más largo, están sujetos a variabilidad estacional y están expuestos a períodos de enfriamiento más largos, lo que los vuelve más densos (que los vórtices que toman la ruta directa desde la corriente límite). [9]
Cuando la corriente límite es más fuerte, es más inestable y arrojará más remolinos hacia el oeste. [10] En términos de estacionalidad, todos los caminos desde la corriente límite hasta el vórtice muestran un transporte máximo a lo largo del otoño y el invierno, [4] con un máximo en enero-febrero, [10] y un mínimo durante la primavera y el verano. [4] Entre los caminos, el del medio (entre las regiones de origen más al sur y más al norte) tiene el transporte máximo y produce una variabilidad estacional menos pronunciada. En la media temporal, se encuentra un transporte máximo distintivo de aproximadamente 2,5 Sv cerca de 69,2° N.
Cuando los anticiclones se han propagado hacia el suroeste desde el este y hacia el valle de la cuenca de Lofoten, forman un vórtice casi estacionario rodeado de ciclones y anticiclones más débiles. Estos vórtices anticiclónicos más débiles se fusionan ocasionalmente con el vórtice de Lofoten, más fuerte. [10] El proceso de fusión es difícil de detectar, pero se estima que se producen entre 4 y 7 fusiones al año [10] [9] [4] con dos picos estacionales a fines del invierno y en otoño, y un mínimo a principios del invierno. [10] [4]
Durante un evento de fusión, se produce una alineación vertical entre los anticiclones del núcleo ligero y el vórtice de Lofoten, más denso, lo que crea un núcleo doble. Los vórtices más ligeros pueden encontrarse con el vórtice de Lofoten a varias profundidades, pero en isopicnas más ligeras. A lo largo de una alineación, el núcleo está sujeto a una compresión vertical masiva de unos 100 m o más. De acuerdo con la conservación de la vorticidad potencial , hay un aumento rápido y sustancial en el giro anticiclónico . El aumento máximo de la vorticidad se encuentra a menudo a 600-700 m de profundidad, lo que indica que el núcleo inferior se comprime con mayor frecuencia. [9]
Los vórtices negativos también pueden fusionarse solo parcialmente. En este caso, el núcleo que interactúa con el vórtice de Lofoten se encuentra en una isopicna menos profunda . Al acercarse al vórtice de Lofoten, se inicia una alineación vertical, pero no se completa. Los núcleos han comenzado a comprimirse, pero no se establece ninguna conexión entre ellos. [9] Después de separarse nuevamente, los vórtices quedan intensificados.
Los fenómenos meteorológicos que se producen por encima del centro de la cuenca de Lofoten desempeñan un papel fundamental en el desarrollo de la convección profunda invernal [13], que mezcla el agua hasta una profundidad media de mezcla invernal de 600 m. [14] Una distribución vertical inversa de la salinidad hace que el agua que se hunde sea más cálida que la que se encuentra por debajo, lo que da lugar a la formación de una anomalía termohalina positiva, localizada y verticalmente homogénea en las partes intermedia y superior de la capa profunda. El aumento de la anomalía termohalina en invierno y primavera va acompañado de la profundización y contracción del vórtice hasta alcanzar un radio de deformación de Rossby de unos 10 km. Por el contrario, el vórtice de Lofoten se expande hasta alcanzar entre 5 y 7 veces el radio de deformación de Rossby durante el verano. El calentamiento hace que la estructura interna doblemente convexa se “separe” de la superficie, lo que disminuye la profundidad del límite de convección inferior y aumenta la escala horizontal del vórtice [13].
La Corriente Atlántica de Noruega (NwAC) se considera la rama norte de la Circulación Meridional Atlántica (AMOC) . Sus dos ramas, la NwASC y la NwAFC, [15] transportan agua atlántica (AW) cálida y salina hacia los polos hasta el océano Ártico .
La mayor parte de la producción de agua densa en los mares nórdicos se produce en el lado este del sistema de la dorsal de Mohn, en la cuenca de Lofoten. [16] El agua dulce, que viaja hacia el norte, pierde progresivamente calor hacia la atmósfera. A través de la actividad de remolinos de la cuenca de Lofoten y la persistencia del vórtice de Lofoten, el tiempo de residencia del agua cálida se alarga, lo que conduce a un enfriamiento adicional del agua dulce antes de que llegue al océano Ártico. [4] Debido a la pérdida de calor, la temperatura disminuye y se produce la transformación del agua ligera en densa.
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