Una corriente oceánica es un movimiento continuo y dirigido del agua de mar generado por una serie de fuerzas que actúan sobre el agua, incluido el viento, el efecto Coriolis , las olas rompientes , el cabbeling y las diferencias de temperatura y salinidad . [1] Los contornos de profundidad , las configuraciones de la costa y las interacciones con otras corrientes influyen en la dirección y la fuerza de una corriente. Las corrientes oceánicas se mueven tanto horizontalmente, en escalas que pueden abarcar océanos enteros, como verticalmente, y las corrientes verticales ( afloramiento y hundimiento ) desempeñan un papel importante en el movimiento de nutrientes y gases, como el dióxido de carbono, entre la superficie y las profundidades del océano.
Las corrientes oceánicas fluyen a lo largo de grandes distancias y juntas crean la cinta transportadora global , que desempeña un papel dominante en la determinación del clima de muchas de las regiones de la Tierra. Más específicamente, las corrientes oceánicas influyen en la temperatura de las regiones por las que viajan. Por ejemplo, las corrientes cálidas que viajan a lo largo de costas más templadas aumentan la temperatura del área al calentar las brisas marinas que soplan sobre ellas. Quizás el ejemplo más llamativo es la Corriente del Golfo , que, junto con su extensión la Deriva del Atlántico Norte , hace que el noroeste de Europa sea mucho más templado para su alta latitud que otras áreas en la misma latitud. Otro ejemplo es Lima, Perú , cuyo clima subtropical más frío contrasta con el de sus latitudes tropicales circundantes debido a la Corriente de Humboldt .
La corriente oceánica más importante es la Corriente Circumpolar Antártica (ACC), una corriente impulsada por el viento que fluye en el sentido de las agujas del reloj sin interrupción alrededor de la Antártida. La ACC conecta todas las cuencas oceánicas y también proporciona un vínculo entre la atmósfera y las profundidades oceánicas debido a la forma en que el agua sube y baja a ambos lados de la misma.
Las corrientes oceánicas son patrones de movimiento del agua que influyen en las zonas climáticas y los patrones meteorológicos de todo el mundo. Son impulsadas principalmente por los vientos y la densidad del agua de mar, aunque muchos otros factores influyen en ellas, incluida la forma y configuración de la cuenca oceánica por la que fluyen. Los dos tipos básicos de corrientes (corrientes superficiales y corrientes de aguas profundas) ayudan a definir el carácter y el flujo de las aguas oceánicas en todo el planeta.
Las corrientes oceánicas son impulsadas por el viento, por la atracción gravitatoria de la luna en forma de mareas y por los efectos de las variaciones en la densidad del agua. [4] La dinámica oceánica define y describe el movimiento del agua dentro de los océanos.
Los campos de temperatura y movimiento del océano se pueden separar en tres capas distintas: capa mixta (superficial), capa superior del océano (por encima de la termoclina) y capa profunda del océano. Las corrientes oceánicas se miden en unidades de sverdrup (Sv) , donde 1 Sv equivale a un caudal volumétrico de 1.000.000 m 3 (35.000.000 pies cúbicos) por segundo.
Existen dos tipos principales de corrientes: las corrientes superficiales y las corrientes de aguas profundas. Generalmente, las corrientes superficiales son impulsadas por sistemas eólicos y las corrientes de aguas profundas son impulsadas por diferencias en la densidad del agua debido a variaciones en la temperatura y la salinidad del agua . [5]
Las corrientes oceánicas superficiales son impulsadas por corrientes de viento, los vientos predominantes a gran escala impulsan corrientes oceánicas persistentes importantes, y los vientos estacionales u ocasionales impulsan corrientes de persistencia similar a los vientos que los impulsan, [6] y el efecto Coriolis juega un papel importante en su desarrollo. [7] La distribución de velocidad en espiral de Ekman da como resultado que las corrientes fluyan en un ángulo con respecto a los vientos impulsores, y desarrollen espirales típicas en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur . [8] Además, las áreas de corrientes oceánicas superficiales se mueven algo con las estaciones ; esto es más notable en las corrientes ecuatoriales.
Las cuencas oceánicas profundas generalmente tienen una corriente superficial no simétrica, en la que la rama que fluye hacia el ecuador oriental es amplia y difusa, mientras que la corriente límite occidental que fluye hacia los polos es relativamente estrecha.
Las corrientes a gran escala son impulsadas por gradientes en la densidad del agua , que a su vez dependen de las variaciones de temperatura y salinidad. Esta circulación termohalina también se conoce como la cinta transportadora del océano. Cuando se observa un movimiento vertical significativo de las corrientes oceánicas, esto se conoce como afloramiento y hundimiento . El adjetivo termohalino deriva de termo-, que hace referencia a la temperatura, y -halino, que hace referencia al contenido de sal , factores que juntos determinan la densidad del agua de mar.
La circulación termohalina es una parte de la circulación oceánica a gran escala que es impulsada por gradientes de densidad global creados por el calor superficial y los flujos de agua dulce . [9] [10] Las corrientes superficiales impulsadas por el viento (como la Corriente del Golfo ) viajan hacia los polos desde el Océano Atlántico ecuatorial , enfriándose en el camino y finalmente hundiéndose en latitudes altas (formando Aguas Profundas del Atlántico Norte ). Esta agua densa luego fluye hacia las cuencas oceánicas . Mientras que la mayor parte aflora en el Océano Austral , las aguas más antiguas (con un tiempo de tránsito de alrededor de 1000 años) [11] afloran en el Pacífico Norte. [12] Por lo tanto, se produce una mezcla extensa entre las cuencas oceánicas, lo que reduce las diferencias entre ellas y convierte a los océanos de la Tierra en un sistema global. En su viaje, las masas de agua transportan tanto energía (en forma de calor) como materia (sólidos, sustancias disueltas y gases) alrededor del globo. Como tal, el estado de la circulación tiene un gran impacto en el clima de la Tierra. La circulación termohalina se denomina a veces cinta transportadora oceánica, gran cinta transportadora oceánica o cinta transportadora global. En ocasiones, se utiliza de manera imprecisa para referirse a la circulación meridional de vuelco (CVM).
Desde la década de 2000, un programa internacional llamado Argo ha estado cartografiando la estructura de la temperatura y la salinidad del océano con una flota de plataformas automatizadas que flotan con las corrientes oceánicas. La información recopilada ayudará a explicar el papel que desempeñan los océanos en el clima de la Tierra. [13]
Las corrientes oceánicas afectan las temperaturas en todo el mundo. Por ejemplo, la corriente oceánica que lleva agua cálida por el Atlántico norte hasta el noroeste de Europa también bloquea de forma acumulativa y lenta la formación de hielo a lo largo de las costas, lo que también impediría la entrada y salida de los barcos de las vías navegables interiores y los puertos marítimos, por lo que las corrientes oceánicas desempeñan un papel decisivo a la hora de influir en los climas de las regiones por las que fluyen. [14] Las corrientes oceánicas son importantes para el estudio de los desechos marinos . [15] [16]
Las corrientes ascendentes y frías de agua oceánica que fluyen desde las regiones polares y subpolares aportan nutrientes que sustentan el crecimiento del plancton , que es una presa crucial para varias especies clave en los ecosistemas marinos . [17] Debido a esto, las poblaciones de peces suelen ser abundantes en estas áreas. [18]
Las corrientes oceánicas también son importantes en la dispersión y distribución de muchos organismos, incluidos aquellos con huevos pelágicos o estadios larvarios. [19] Un ejemplo es el ciclo de vida de la anguila europea . Las corrientes pueden transportar especies terrestres, por ejemplo tortugas y lagartos, en desechos flotantes para colonizar nuevas áreas terrestres e islas . [19]
Se prevé que el aumento continuo de las temperaturas atmosféricas tenga diversos efectos en la fuerza de las corrientes oceánicas superficiales, la circulación impulsada por el viento y los patrones de dispersión. [20] [21] [22] Las corrientes oceánicas desempeñan un papel importante en la influencia del clima, y los cambios en el clima a su vez impactan en las corrientes oceánicas. [21]
Durante el último siglo, los datos reconstruidos de la temperatura de la superficie del mar revelan que las corrientes limítrofes occidentales se están calentando al doble de la tasa del promedio global. [23] Estas observaciones indican que es probable que las corrientes limítrofes occidentales se estén intensificando debido a este cambio de temperatura, y pueden seguir haciéndose más fuertes en el futuro cercano. [21] Hay evidencia de que el calentamiento de la superficie debido al cambio climático antropogénico ha acelerado las corrientes oceánicas superiores en el 77% del océano global. [22] Específicamente, el aumento de la estratificación vertical debido al calentamiento de la superficie intensifica las corrientes oceánicas superiores, mientras que los cambios en los gradientes de densidad horizontales causados por el calentamiento diferencial en diferentes regiones oceánicas dan como resultado la aceleración de las corrientes zonales superficiales . [22]
Hay sugerencias de que la circulación meridional atlántica (CMA) está en peligro de colapsar debido al cambio climático, lo que tendría impactos extremos en el clima del norte de Europa y más ampliamente, [24] [25] [26] aunque este tema es controvertido y sigue siendo un área activa de investigación. [27] [28] [29]
Además de las temperaturas de la superficie del agua, los sistemas de viento son un determinante crucial de las corrientes oceánicas. [30] Los sistemas de olas de viento influyen en el intercambio de calor oceánico, la condición de la superficie del mar y pueden alterar las corrientes oceánicas. [31 ] En el Atlántico Norte, el Pacífico ecuatorial y el Océano Austral, el aumento de la velocidad del viento, así como las alturas significativas de las olas, se han atribuido al cambio climático y a procesos naturales combinados. [31] En la Corriente del Este de Australia , el calentamiento global también se ha atribuido al aumento de la curvatura de la tensión del viento , que intensifica estas corrientes e incluso puede aumentar indirectamente los niveles del mar, debido al calentamiento adicional creado por corrientes más fuertes. [32]
A medida que la circulación oceánica cambia debido al clima, los patrones típicos de distribución también están cambiando. Los patrones de dispersión de los organismos marinos dependen de las condiciones oceanográficas, que como resultado, influyen en la composición biológica de los océanos. [20] Debido a la irregularidad del mundo ecológico natural, la dispersión es un mecanismo de supervivencia de las especies para varios organismos. [33] Con las corrientes limítrofes fortalecidas moviéndose hacia los polos, se espera que algunas especies marinas se redirijan a los polos y a mayores profundidades. [20] [34] Se espera que el fortalecimiento o debilitamiento de las vías de dispersión típicas por el aumento de las temperaturas no solo afecte la supervivencia de las especies marinas nativas debido a la incapacidad de reponer sus metapoblaciones , sino que también puede aumentar la prevalencia de especies invasoras . [20] En los corales y macroalgas japoneses, el patrón inusual de dispersión de los organismos hacia los polos puede desestabilizar las especies nativas. [35]
El conocimiento de las corrientes oceánicas superficiales es esencial para reducir los costos de envío, ya que viajar con ellas reduce los costos de combustible. En la era de los barcos de vela impulsados por energía eólica , el conocimiento de los patrones de viento y las corrientes oceánicas era aún más esencial. Utilizaban las corrientes oceánicas para ayudar a sus barcos a llegar al puerto y usaban corrientes como la corriente del Golfo para regresar a casa. [36] Se plantea la hipótesis de que la falta de comprensión de las corrientes oceánicas durante ese período de tiempo fue uno de los factores que contribuyeron al fracaso de la exploración. La corriente del Golfo y la corriente de Canarias mantienen a los países de Europa occidental más cálidos y menos variables, mientras que a la misma latitud el clima de América del Norte era más frío. [37] Un buen ejemplo de esto es la corriente de Agulhas (a lo largo del este de África), que durante mucho tiempo impidió a los marineros llegar a la India.
En los últimos tiempos, los competidores de vela alrededor del mundo hacen un buen uso de las corrientes superficiales para ganar y mantener la velocidad. Las corrientes oceánicas también se pueden utilizar para la generación de energía marina , y se están considerando áreas de Japón, Florida y Hawái para proyectos de prueba. El uso de las corrientes hoy en día todavía puede afectar el comercio mundial y puede reducir el costo y las emisiones de los buques de transporte marítimo. [38]
Las corrientes oceánicas también pueden afectar la industria pesquera , ejemplos de esto incluyen las corrientes Tsugaru, Oyashio y Kuroshio, todas las cuales influyen en la temperatura del Pacífico Norte occidental, que se ha demostrado que es un predictor del hábitat para el atún listado . [39] También se ha demostrado que no son solo las corrientes locales las que pueden afectar la economía de un país, sino que las corrientes vecinas pueden influir en la viabilidad de las industrias pesqueras locales. [40]
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