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Trazador de flujo

Imagen de la Corriente del Golfo obtenida con el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada . Los colores falsos de la imagen representan la " temperatura de brillo " observada en la parte superior de la atmósfera en la banda de 10,780-11,280 μm. Los valores de la temperatura de brillo representan la radiación térmica de una combinación de la superficie del mar y la atmósfera húmeda suprayacente.
Fluoresceína en el río Chicago el día de San Patricio (añadida para celebrar, en lugar de rastrear).

Un trazador de flujo es cualquier propiedad de un fluido que se utiliza para rastrear la velocidad del flujo (es decir, la magnitud y dirección del flujo ) y los patrones de circulación. Los trazadores pueden ser propiedades químicas, como material radiactivo , o compuestos químicos, propiedades físicas, como densidad, temperatura, salinidad o colorantes, y pueden ser naturales o inducidos artificialmente. Los trazadores de flujo se utilizan en muchos campos, como la física, la hidrología , la limnología , la oceanografía , los estudios ambientales y los estudios atmosféricos.

Los trazadores conservativos permanecen constantes siguiendo las parcelas de fluido, mientras que los trazadores reactivos (como los compuestos que experimentan una reacción química mutua) crecen o decaen con el tiempo. Los trazadores activos alteran dinámicamente el flujo del fluido al cambiar las propiedades del mismo que aparecen en la ecuación de movimiento, como la densidad o la viscosidad , mientras que los trazadores pasivos no tienen influencia en el flujo. [1]

Usos en oceanografía

Los trazadores oceánicos se utilizan para deducir patrones de flujo a pequeña escala, circulación oceánica a gran escala , formación y cambios en las masas de agua, "datación" de masas de agua y almacenamiento y absorción de dióxido de carbono. [2] [3]

La temperatura, la salinidad, la densidad y otros indicadores conservadores se utilizan a menudo para rastrear las corrientes, la circulación y la mezcla de masas de agua. [4] Un ejemplo interesante fue cuando 28.000 patitos de plástico cayeron por la borda de un buque portacontenedores en medio del océano Pacífico. Durante los siguientes doce años, los oceanógrafos registraron dónde fueron arrastrados los patitos a la orilla, a unos miles de kilómetros del lugar del derrame, y estos datos se utilizaron para calibrar y verificar los patrones de circulación del giro del Pacífico Norte . [5]

Los trazadores transitorios cambian con el tiempo, como el material radiactivo ( tritio y cesio-137 ) y las concentraciones químicas ( CFC y SF6 ), que se utilizan para datar masas de agua y también pueden rastrear la mezcla. A mediados de la década de 1900, las pruebas de armas nucleares y la producción química liberaron toneladas de compuestos que no se encuentran naturalmente en el medio ambiente. [ cita requerida ] Si bien es extremadamente desafortunado, los científicos pudieron usar las concentraciones de compuestos antropogénicos y las vidas medias del material radiactivo para determinar la antigüedad de un cuerpo de agua. El desastre nuclear de Fukushima fue muy bien estudiado por los oceanógrafos, quienes rastrearon el material radiactivo esparcido por todo el Océano Pacífico y lo usaron para comprender mejor las corrientes oceánicas y los patrones de mezcla. [6] [7]

Los trazadores biológicos también pueden utilizarse para rastrear las masas de agua en el océano. Los satélites pueden observar las floraciones de fitoplancton y ver cómo se mueven con las corrientes cambiantes. Pueden utilizarse como un "punto de control" para ver qué tan bien se mezclan las masas de agua. El agua subtropical suele ser cálida, lo que es ideal para el fitoplancton, pero pobre en nutrientes , lo que inhibe su crecimiento, mientras que el agua subpolar es fría y rica en nutrientes. Cuando estos dos tipos de masas de agua se mezclan, como en la corriente de Kuroshio en el Pacífico norte, a menudo se producen enormes floraciones de fitoplancton, porque saben las condiciones que necesitan para crecer: temperaturas cálidas y altos niveles de nutrientes. La mezcla vertical y la formación de remolinos también pueden causar floraciones de fitoplancton, y estas floraciones son rastreadas por satélites para observar los patrones de corrientes y la mezcla. [8] [9] [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ Stutter, MI; Deeks, LK; Billet, MF (2005). "Transporte de trazadores conservadores y reactivos a través de un lisímetro de campo de podzol de tierras altas con estructura natural". Journal of Hydrology . 300 (1–4): 1–19. doi :10.1016/j.jhydrol.2004.04.026.
  2. ^ Bigg, GR; Killworth, PD (1988). "Trazadores conservadores y la circulación oceánica". Phil. Trans. R. Soc. Lond . 325 (1583): 177–189. Bibcode :1988RSPTA.325..177B. doi :10.1098/rsta.1988.0050. S2CID  120551693.
  3. ^ "Ocean Tracer". Administración Nacional Oceánica y Atmosférica . 13 de mayo de 2014.
  4. ^ Holland, William R. (1971). "Distribuciones de trazadores oceánicos: Parte I. Un experimento numérico preliminar". Tellus . 23 (4–5): 371–392. doi : 10.3402/tellusa.v23i4-5.10517 . ISSN  0040-2826.
  5. ^ Ebbesmeyer, Curtis. "La ciencia de la búsqueda de tesoros en la playa a partir de juguetes de baño". Alerta de buscadores de tesoros .
  6. ^ Behrens, E; Schwarzkopf, FU; Lubbecke, JF; Boning, CW (2012). "Simulaciones de modelos sobre la dispersión a largo plazo de 137Cs liberado en el océano Pacífico frente a Fukushima". Environmental Research Letters . 7 (3): 034004. Bibcode :2012ERL.....7c4004B. doi : 10.1088/1748-9326/7/3/034004 .
  7. ^ Jenkins, WJ; Schwarzkopf (2006). "Trazadores de la mezcla oceánica". Los océanos y la geoquímica marina . 6 (223).
  8. ^ Clayton, S; Lin, YC; Follows, MJ; Worden, AZ (2017). "Coexistencia de distintos ecotipos de Ostreococcus en un frente oceánico". Limnología y Oceanografía . 62 (1): 75–88. Bibcode :2017LimOc..62...75C. doi : 10.1002/lno.10373 . hdl : 1721.1/118641 .
  9. ^ Mahadevan, A (2016). "El impacto de la física de submesoescala en la productividad primaria del plancton". Revista Anual de Ciencias Marinas . 8 : 161–184. Bibcode :2016ARMS....8..161M. doi :10.1146/annurev-marine-010814-015912. PMID  26394203.
  10. ^ "La floración primaveral del plancton se desplaza hasta las profundidades del mar gracias a los remolinos oceánicos". National Science Foundation . Marzo de 2015.

Enlaces externos