El Beaufort Gyre es una de las dos principales corrientes oceánicas del Océano Ártico . Se encuentra aproximadamente al norte de la costa de Alaska y Canadá. En el pasado, el hielo marino del Ártico circulaba en el giro de Beaufort durante varios años, lo que llevaba a la formación de hielo marino muy espeso que duraba varios años. [1] Debido al aumento de las temperaturas en el Ártico, el giro ha perdido una gran cantidad de hielo, prácticamente convirtiendo lo que solía ser un vivero para que el hielo marino madure y crezca hasta convertirse en el hielo más grueso y antiguo del Océano Ártico en un " "cementerio" para hielo más viejo. [2] [3]
Las condiciones en el Ártico han favorecido la pérdida de hielo marino en los últimos años durante los veranos del hemisferio norte . A finales del siglo XX, los análisis del aumento de las temperaturas de las aguas superficiales del Pacífico llevaron al descubrimiento de una conexión entre este aumento de las temperaturas y el inicio de una grave pérdida de hielo marino del Ártico en el mar de Beaufort . Se propuso una razón para la existencia de este vínculo: "... el retraso en la formación de hielo invernal permite un acoplamiento más eficiente entre el océano y el viento". Estos mecanismos dinámicos se observan en el giro y la circulación del Beaufort Gyre. [4]
Ubicado en la parte occidental del Océano Ártico se encuentra el Beaufort Gyre, cuya creciente reserva de agua dulce está envuelta en un velo de misterio. En los últimos años, este creciente contenido de agua dulce (FWC) ha sido el punto focal de muchos estudios, particularmente aquellos relacionados con la dinámica acoplada océano-atmósfera. La mayor parte del contenido de agua dulce del Ártico reside en Beaufort Gyre. Aunque sesgado hacia los meses de verano del hemisferio norte, las observaciones desde submarinos , barcos y estaciones sobre hielo a la deriva sugieren que el giro se ha estado expandiendo durante las últimas dos décadas. Los investigadores han empleado modelos de circulación general acoplados entre el mar, el hielo y el océano para analizar en profundidad estas observaciones. Los resultados del modelo muestran que el transporte de Ekman juega un papel integral en la variabilidad del agua dulce en el giro y, por tanto, en el Océano Ártico. La dirección de rotación predominante del giro de Beaufort es en el sentido de las agujas del reloj, siguiendo la circulación del viento predominante del Polar High. Coriolis gira los objetos en movimiento hacia la derecha en el hemisferio norte y "hacia la derecha" hacia adentro en un sistema de rotación en el sentido de las agujas del reloj. Por eso todo lo que flota, incluida el agua dulce, tiende a moverse hacia el centro del sistema. De hecho, hay un ligero abultamiento en el centro del giro de Beaufort cuando gira en su dirección predominante en el sentido de las agujas del reloj. Si, como se especula, a medida que el Océano Ártico se convierte en un colector de calor, lo que da como resultado un sistema que gira en sentido antihorario y de baja presión, se puede esperar que el Giro de Beaufort haga lo mismo y envíe el agua más dulce hacia afuera para ser capturada por la corriente transpolar. Esto bien podría sacar a la superficie el agua del Atlántico, más salada y ligeramente más cálida, que se encuentra bajo el agua flotante y más fresca del Ártico.
Las variaciones en el transporte de Ekman cambian la altura de la superficie del mar y la profundidad de la haloclina, lo que resulta en el bombeo de Ekman. Durante los regímenes anticiclónicos, donde la curvatura de la tensión del viento es negativa, se bombea agua dulce al giro de Beaufort; Durante los regímenes ciclónicos, donde la curvatura de la tensión del viento es positiva, se libera agua dulce en el Océano Ártico, desde donde luego puede fluir hacia el Atlántico Norte. Giles et al. (2012) [5] concluyen que la variabilidad en el contenido de agua dulce varía con la curvatura de la tensión del viento. La curvatura de tensión del viento utilizada por Giles et al. (2012) proviene de los datos del reanálisis NCEP/NCAR de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre, División de Ciencias Físicas (NOAA/OAR/ESRL PSD) en Boulder, Colorado, EE. UU.
El ciclo estacional del contenido de agua dulce no sólo afecta a procesos mecánicos (bombeo de Ekman), sino también a procesos térmicos (formación de hielo). El giro de Beaufort contiene un volumen medio de800 km 3 de agua dulce congelada, o hielo marino, basándose en un espesor medio de hielo de 2 metros. Durante los meses de junio a julio, el ciclo estacional medio del contenido de agua dulce alcanza su punto máximo; En esta temporada, el espesor del hielo marino alcanza un mínimo, lo que implica que la cantidad de hielo marino derretido ha alcanzado un máximo. El máximo de contenido de agua dulce liberado en las aguas del océano coincide con un máximo de tensión del viento (es decir, un mínimo en el bombeo de Ekman), lo que permite que un gran volumen de agua dulce se filtre en la circulación del Océano Ártico. Esta rápida entrada de agua dulce en la circulación del Ártico obliga a que un gran volumen de agua dulce fluya hacia la cuenca del Atlántico Norte , afectando la Circulación Meridional de Inversión del Atlántico . [6]
El Beaufort Gyre ha formado una cúpula de agua dulce que se ha expandido verticalmente unos 15 centímetros (5,9 pulgadas) desde 2002; en 2011 había aumentado a unos 8.000 kilómetros cúbicos (1.900 millas cúbicas) de volumen. [7] El agua dulce dentro de este giro representa aproximadamente el 10% de toda el agua dulce en el Océano Ártico; La mayor parte del suministro de agua dulce del Ártico proviene de los ríos rusos como escorrentía . [7] La circulación en el sentido de las agujas del reloj del giro de Beaufort es inducida por los patrones de viento asociados con el sistema anticiclónico permanente de alta presión sobre la parte occidental del Ártico. En un giro que gira en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte, la fuerza de Coriolis hace que el agua del océano fluya hacia el centro del giro, donde se acumula, formando efectivamente una cúpula de agua. Si los patrones de viento cambian a una circulación ciclónica debido a la residencia de un sistema de baja presión (aumento de aire inducido por temperaturas más cálidas del océano y un mayor volumen de agua abierta del Océano Ártico), esto hará que la circulación del Giro de Beaufort se invierta y fluya en sentido contrario. -agujas del reloj. Si esto ocurre, la fuerza de Coriolis desviaría el flujo hacia afuera y lejos del centro del giro y, en lugar de la formación de una cúpula de agua ascendente, se formaría una depresión y se produciría un afloramiento de agua más cálida del océano Atlántico .
El oceanógrafo Andrey Proshutinsky ha teorizado que si los vientos y la circulación del giro se debilitaran, grandes volúmenes de agua dulce podrían filtrarse desde la parte oriental del Océano Ártico hacia el Océano Atlántico Norte , afectando la circulación termohalina y, por tanto, el clima . [8]
Debido a la formación estacional de hielo marino, es difícil acceder al Beaufort Gyre y, por lo tanto, estudiarlo en los meses de invierno del hemisferio norte; La falta de luz solar en estos meses obliga al uso de luz artificial. [9] Los estudios de Arthur S. Dyke y otros muestran que si aumenta el volumen de salida de los ríos hacia el giro de Beaufort, el propio giro podría desplazarse espacialmente hacia la derecha. [10]