- Distribución de la
radiación sobre el planeta tierra. - Movimientos de la
atmósfera - Movimientos de la
hidrosfera - Aguas
continentales - Aguas
oceánicas. - Clima
1.- DISTRIBUCIÓN DE LA RADIACIÓN
SOBRE EL PLANETA TIERRA.
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B.- BALANCE TOTAL DE ENERGÍA EFECTO
"INVERNADERO"
La temperatura
media en la Tierra se
mantiene prácticamente constante en unos 15ºC, pero
la que se calcula que tendría si no existiera la atmósfera
sería de unos -18ºC. Esta diferencia de 33ºC tan
beneficiosa para la vida en el planeta se debe al efecto
invernadero.
El motivo por el que la temperatura
se mantiene constante es porque la Tierra devuelve al
espacio la misma cantidad de energía que recibe. Si la
energía devuelta fuera algo menor que la recibida se
iría calentando paulatinamente y si devolviera más
se iría enfriando.
Por tanto la explicación del efecto invernadero
no está en que parte de la energía recibida por le
Tierra se quede definitivamente en el planeta. La
explicación está en que se retrasa su
devolución porque, aunque la cantidad de energía
retornada es igual a la recibida, el tipo de energía que
se retorna es distinto. Mientras que la energía recibida
es una mezcla de radiación ultravioleta, visible e
infrarroja; la energía que devuelve la Tierra es,
fundamentalmente infrarroja y algo de visible.
Las radiaciones que llegan del sol vienen de un cuerpo
que está a 6000ºC, pero las radiaciones que la
superficie devuelve tienen la composición de longitudes de
onda correspondientes a un cuerpo negro que esté a
15ºC. Por este motivo las radiaciones reflejadas tienen
longitudes de onda de menor frecuencia que las recibidas.
Están en la zona del infrarrojo y casi todas son
absorbidas por el CO2, el vapor de agua, el
metano y otros, por lo que se forma el efecto invernadero.
Así se retrasa la salida de la energía desde la
Tierra al espacio y se origina el llamado efecto
invernadero que mantiene la temperatura media en unos
15ºC y no en los -18ºC que tendría si no
existiera la atmósfera.
Balance energético de la Tierra
Balance energético en la Tierra.- De los
324
W.m-2 que llegan de media a la
Tierra, en la parte alta de la atmósfera (1400
W.m-2 es la constante solar); 236
W.m-2 son reemitidos al espacio en forma de
radiación infrarroja, 86 W.m-2 son
reflejados por las nubes y 20 W.m-2 son reflejados por
el suelo en forma
de radiaciones de onda corta. Pero el reenvío de
energía no se hace directamente, sino que parte de la
energía reemitida es absorbida por la atmósfera y
devuelta a la superficie, originándose el "efecto
invernadero".
Energía interna de la Tierra
La temperatura va aumentando en el interior de la Tierra
hasta llegar a ser de alrededor de 5000ºC en el
núcleo interno. La fuente de energía que mantiene
estas temperaturas es, principalmente, la descomposición
radiactiva de elementos químicos del
manto,
Esta energía interna es responsable de las
corrientes de convección que mueven las placas
litosféricas, por lo que tiene importantes repercusiones
en muchos procesos
superficiales: volcanes,
terremotos,
movimiento de
los continentes, formación de montañas,
etc.
2.- MOVIMIENTOS DE
LA ATMÓSFERA
A.- ZONAS DE ALTAS Y BAJAS PRESIONES
La contaminación
atmosférica está directamente relacionada con
la situación sinóptica de un lugar, ya que esta
define la presencia de inversión térmica, las trayectorias
de las masas de aire y el origen
y dinámica de los vientos.
La presión
atmosférica es un factor fundamental en los procesos
meteorológicos, ya que las variaciones temporales que
presenta, tanto verticales como horizontales, pueden definir
fenómenos que afectan el tiempo y clima. Las
variaciones verticales son marcadas y en líneas
generales implican descenso con
la altura y las horizontales están referidas a
mecanismos térmicos y dinámicos asociados al
movimiento del aire (acumulación y vacío del
aire).
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Mar de Nubes en Canarias
( P. Cereceda)
Dependiendo de su comportamiento
y localización (configuración de isobaras) se
distinguen:
– Anticiclones o centros de altas: son zonas de altas
presiones (> a 1013 hPa), en torno a las
cuales las isobaras se cierran en círculos y en los que la
presión aumenta desde la periferia al centro.
– Depresiones, borrascas o centros de baja: son zonas de
bajas presiones (< a 1013 hPa) en torno a las cuales las
isobaras se cierran en círculoa, disminuyendo la
presión desde la periferia al centro.
– Dorsales, cuñas, lomas o crestas: son
apófisis que prolongan un anticiclón
– Talweg, valles, vaguadas, senos o surcos: son
prolongaciones de una depresión
– Cuellos o collados: son regiones situadas entre dos
depresiones o valles por una parte, y dos dorsales o
anticiclones, por otra.
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Configuraciones isobáricas al nivel del
mar
Fuente: M. Vide en Cuadrat y Pita,
1997
B.- CONVERGENCIA INTERTROPICAL. INFORMACIONES
METEOROLÓGICAS
La zona de convergencia intertropical (ZCIT) es uno de
los sistemas
meteorológicos más importantes que se forma sobre
las regiones de masas de aguas más cálidas en los
trópicos. donde las masas de aire están forzadas a
ascender por el calentamiento, esto origina una abundante
formación de nubes y fuertes lluvias.Debido a su estructura
física, la
ZCIT se ha mostrado decisiva en la caracterización de las
diferentes condiciones de tiempo y de clima en diversas
áreas de la Región Tropical. Su influencia sobre
las precipitaciones en los continentes africano, americano y
asiático.
En una imagen satelital
se identifica como una franja de nubes localizadas al norte del
ecuador. La ZCIT
se la localiza en la región donde ocurren marcadas
interacciones oceano-atmosféricas: zona de confluencia de
los Alisios; zona de la depresión ecuatorial; zona de
máxima temperatura de la superficie del mar; zona de
máxima convergencia de masa; y zona de banda de
máxima cobertura de nubes convectivas, todas interactuando
próximas a la franja ecuatorial. A pesar de esa
interacción las características no se presentan,
necesariamente al mismo tiempo, sobre la misma latitud.La ZCIT no
es estacionaria y tiende a desplazarse sobre las áreas
superficiales más calientes a lo largo del
año.
En general la ZCIT posee un desplazamiento norte-sur a
lo largo del año. El desarrollo
anual de la ZCIT tiene, aproximadamente, el período de un
año, alcanzando su posición más al norte
(8º N) durante el verano del Hemisferio Norte, y su
posición más al sur (1º N) durante el mes de
abril. Además de esa oscilación anual, la ZCIT
presenta oscilaciones con mayores frecuencias, con el
período variando de semanas a días.
Con la finalidad de hacerse un estudio de la
localización de la ZCIT, diversos autores usan diferentes
variables
físicas como por ejemplo: cobertura de nubes; componente
meridional del viento en los niveles bajos; presión al
nivel medio del mar, etc.
3.-
MOVIMIENTOS DE LA HIDROSFERA
A.- CICLO HIDROLÓGICO EN FUNCIÓN DE
LA TRANSFERENCIA DE LA ENERGÍA.
El Ciclo Hidrológico, llamado también
ciclo de agua, es el movimiento perpetuo del agua a nivel
planetario. Su fuerza motriz
es la acción conjunta realizada por la energía
solar y la fuerza de gravedad.
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¿En que consiste el ciclo
hidrológico?
El sol evapora el agua y los
vientos transportan este vapor sobre la tierra o el mar, donde se
condensa y se precipita como lluvia, Cuando cae sobre la tierra,
la lluvia se evapora, fluye por ríos y quebradas, se
infiltra en el suelo y fluye subterráneamente en su
regreso al mar, o bien es absorbida por las raíces de las
plantas, llega a
las hojas donde se evapora y regresa a la atmósfera para
continuar el ciclo.
Proceso del Ciclo
Hidrológico
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A.- BALANCE HIDROLÓGICO
Balance hidrológico.
Resulta de la diferencia entre el agua que ingresa por
precipitaciones y la que sale por evaporación o
transpiración. Si el ingreso es mayor hay balance
positivo.
Representa una gráfica y una numeración de las
entradas y salidas de agua.
El agua es esencial en las relaciones ecológicas
de animales y
vegetales. El agua disuelve las sustancias nutritivas para todos
los organismos y regula la temperatura de la biosfera.
El agua.
El agua representa más del 70% de la superficie
terrestre del planeta. Distribuida en océanos,
ríos, lagos, lagunas, pantanos, nieve, hielo, casquetes
polares y en forma de vapor.
Existe otra parte que se encuentra en los organismos vivos que la
llamada agua de constitución.
El aguas es muy importante para la supervivencia de los
organismos vivos, que toman el agua de las lluvias su agua de
constitución y la que necesitan para sus funciones.
El agua es imprescindible para todos los procesos químicos
de todos los organismos.
La hidrosfera.
Está formada por todas las aguas del planeta:
continentales, oceánicas y atmosféricas.
Las aguas continentales comprenden:
– Los manantiales: provienen de la capa superficial de la corteza
terrestre. Tienen su origen en la infiltración de
precipitaciones.
– Los ríos: son cursos de agua
que desembocan en mares o en otros ríos.
Son llamados corrientes por su movimiento debido a desniveles de
la superficie.
– Los lagos: es el agua estancada. Por lo general son aguas
dulces.
– Los glaciares: se forman en montañas altas y regiones
polares. Poseen la mayor reserva de agua dulce del planeta.
El agua dulce proviene de diversas precipitaciones:
– El rocío: el vapor de agua cerca del suelo se condensa
en superficies sólidas como las plantas.
La nieve: el vapor de agua se condensa en altas
montañas y en latitudes medias y altas.
La lluvia: la cantidad de lluvia varía de una
región a otra.
Las aguas dulces.
La mayor cantidad de agua dulce se encuentra en las
regiones polares. La nieve en las montañas se derrite en
primavera y descienden para aumentar el caudal de ríos y
lagos.
El agua de las precipitaciones penetra en el suelo hasta
el subsuelo formando aguas subterráneas.
Por otro lado el agua que cae se evapora formando la
humedad atmosférica.
Si existen muchas precipitaciones el suelo se satura y lo que
sobra de alguna forma llegará a ríos, lagos o
mar.
– El agua de infiltración: es cuando el agua penetra en el
suelo.
La rapidez de infiltración depende las partículas
del suelo. Si las partículas son gruesas, los poros
también y entonces penetrará más agua. La
vegetación es importante para la permeabilidad del
suelo.
– El agua capilar: no toda el agua queda en el suelo.
Parte de ella se pega a las partículas minerales, por la
tensión superficial entre ellas y las moléculas de
agua. Las moléculas de agua no descienden sino que suben
por capilaridad a través del suelo o penetra en las
raíces de las plantas.
– El agua freática: es el agua que llena todas las capas
posibles del suelo. Una parte de esta agua permanece almacenada
entre capas impermeables y otra fluye alimentando riachuelos y
ríos hasta llegar al mar.
– El agua de evapotranspiración: el agua superficial se
evapora con la energía térmica y regresa a la
atmósfera. Los mismo pasa cuando las plantas transpiran.
La velocidad de
la evapotranspiración depende de varios factores como
temperatura, humedad, velocidad del aire entre otros.
B.- DISPONIBILIDAD Y DÉFICIT DEL
AGUA
Un 70% de la superficie de la tierra es agua, pero la
mayor parte de ésta es oceánica. En volumen,
sólo 3% de toda el agua del mundo es agua dulce, y en su
mayor parte no se halla generalmente disponible (39, 57). Unas
tres cuartas partes de toda el agua dulce se halla inaccesible,
en forma de casquetes de hielo y glaciares situados en zonas
polares muy alejadas de la mayor parte de los centros de población; sólo un 1% es agua dulce
superficial fácilmente accesible. Ésta es
primordialmente el agua que se encuentra en los lagos y
ríos y a poca profundidad en el suelo, de donde puede
extraerse sin mayor costo.
Sólo esa cantidad de agua se renueva habitualmente con la
lluvia y las nevadas y es, por tanto, un recurso sostenible. En
total, sólo un centésimo del uno por ciento del
suministro total de agua del mundo se considera fácilmente
accesible para uso humano .
Se considera que, mundialmente, se dispone de 12.500 a
14.000 millones de metros cúbicos de agua (12.500 a 14.000
kilómetros cúbicos) por año para uso humano.
Esto representa unos 9.000 metros cúbicos por persona por
año, según se estimó en 1989 (30, 107, 145,
157). (Nota: 1 metro cúbico es igual a 1.000 litros.) Se
proyecta que en el año 2025 la disponibilidad global de
agua dulce per cápita descenderá a 5.100 metros
cúbicos por persona, al sumarse otros 2.000 millones de
habitantes a la población del mundo . Aun entonces esta
cantidad sería suficiente para satisfacer las necesidades
humanas si el agua estuviera distribuida por igual entre todos
los habitantes del mundo.
Pero las cifras per cápita sobre la
disponibilidad de agua presentan un cuadro engañoso. El
agua dulce mundialmente disponible no está equitativamente
distribuida en el mundo, ni en todas las estaciones del
año, ni de año a año. En algunos casos el
agua no está donde la queremos, ni en cantidad suficiente.
En otros casos tenemos demasiada agua en el lugar equivocado y
cuando no hace falta. "Vivimos bajo la tiranía del
ciclo del
agua", observa el hidrólogo Malin Falkenmark,
refiriéndose al ciclo hidrológico de la tierra
.
El ciclo hidrológico de la tierra actúa
como una bomba gigante que continuamente transfiere agua dulce de
los océanos a la tierra y de vuelta al mar En este ciclo
de energía solar, el agua se evapora de la superficie de
la tierra a la atmósfera, de donde cae en forma de lluvia
o nieve. Parte de esta precipitación vuelve a evaporarse
dentro de la atmósfera. Otra parte comienza el viaje de
vuelta al mar a través de arroyos, ríos y lagos. Y
aun otra parte se filtra dentro del suelo y se convierte en
humedad del suelo o en agua de superficie. Las plantas incorporan
la humedad del suelo en sus tejidos y la
liberan en la atmósfera en el proceso de
evapotranspiración. Gran parte del agua subterránea
finalmente vuelve a pasar al caudal de las aguas de
superficie.
Los años de rápido crecimiento
demográfico y el creciente consumo de
agua para la agricultura,
la industria y
las municipalidades han creado tensiones en los recursos de agua
dulce mundialmente. En algunas zonas la demanda de
agua ya es superior al suministro de la naturaleza, y se
prevé que un número cada vez mayor de países
enfrentarán condiciones de escasez de agua en un futuro
cercano.
Crecimiento de la población, escasez de
agua
La población del mundo, de casi 6.000 millones,
está creciendo a razón de unos 80 millones por
año. Esta cifra entraña un aumento de la demanda de
agua dulce de aproximadamente 64.000 millones de metros
cúbicos por año —cantidad equivalente a todo
el caudal anual del Rin. Si bien las tasas de crecimiento de la
población se ha frenado algo, el número absoluto de
habitantes que se añaden cada año a la
población —la cifra pertinente para considerar la
disponibilidad y necesidad de agua dulce— permanece cerca
de los niveles más altos de la historia. Para dar un
ejemplo, como desde 1970 se han añadido al planeta casi
2.000 millones de habitantes, se dispone ahora de un tercio menos
de agua per cápita que entonces.
China y la India, que
ocupan, respectivamente, el primero y el segundo lugar entre los
países más populosos del mundo, ofrecen ejemplos de
la manera en que aun modestas tasas de crecimiento
demográfico se traducen en grandes números
absolutos cuando la base poblacional es grande. En China la tasa
de crecimiento de la población estimada en 1998 es de un
1% por año (135). Pero como la población de China
supera los 1.200 millones de habitantes, aun una tasa de
crecimiento demográfico baja significa 12 millones
más de habitantes por año. La tasa de crecimiento
demográfico de la India, que es de alrededor de 1,9% por
año, considerablemente más alta que la de China,
significa que anualmente se añaden unos 18 millones de
habitantes a la población actual de la India de unos 970
millones.
En las dos regiones del mundo que ya enfrentan la
escasez de agua absoluta o estacional más seria
—África y el Cercano Oriente— las tasas de
crecimiento de la población siguen estando entre las
más altas del mundo. En el África subsahariana la
población está creciendo, término medio, a
razón de 2,6% por año; en el Cercano Oriente y
África del Norte, a razón de 2,2%. Estas tasas de
crecimiento demográfico tienen consecuencias nefastas para
el suministro de agua per cápita en los países de
esas regiones .
Tensión hídrica y escasez de agua.
A medida que crece la población, aumenta el número
de países que confrontan condiciones de escasez de agua
(62). Se dice que un país experimenta tensión
hídrica cuando el suministro anual de agua desciende a
menos de 1.700 metros cúbicos por persona. Cuando
desciende a niveles de 1.700 a 1.000 metros cúbicos por
persona, pueden preverse situaciones de escasez periódica
o limitada de agua. Cuando los suministros anuales de agua bajan
a menos de 1.000 metros cúbicos por persona, el
país enfrenta escasez de agua (57, 69, 139). Una vez que
un país experimenta escasez de agua, puede esperar una
escasez crónica que amenace la producción de alimentos,
obstaculice el desarrollo
económico y dañe los ecosistemas.
Malin Falkenmark formuló los conceptos de
tensión hídrica y de escasez de agua
basándose en un índice de las necesidades de agua
dulce per cápita. Para ello estimó una necesidad
mínima de 100 litros por día por persona para uso
doméstico, y de 5 a 20 veces más para usos
agrícolas e industriales (65, 69). Estos conceptos han
sido ampliamente aceptados y empleados por los hidrólogos,
el Banco Mundial
y otras organizaciones.
Population Action International (PAI), por ejemplo, se ha valido
de ellos para efectuar proyecciones de la disponibilidad de agua
per cápita y para pronosticar situaciones de escasez de
agua en 2025 y 2050
Los cálculos sobre tensión hídrica
y escasez de agua se basan en estimaciones de los suministros
renovables de agua dulce de un país y no incluyen el agua
extraída de acuíferos subterráneos
fósiles. Las aguas subterráneas fósiles son
esencialmente un recurso no renovable puesto que estos profundos
acuíferos necesitan decenas de miles de años para
reponerse. Un país puede evitar por un tiempo los efectos
de la tensión hídrica extrayendo agua no renovable,
pero esta práctica no es sostenible, especialmente si la
población continúa creciendo rápidamente y
aumenta la demanda de agua per cápita.
En 1995, 31 países con una población
conjunta de más de 458 millones, enfrentaron
tensión hídrica o escasez de agua. Esto representa
una adición de solo tres países desde 1990, cuando
28 países con una población de 335 millones en
total experimentaron tensión hídrica o escasez de
agua (49). Pero el número de habitantes que, según
se estima, viven en países con tensión
hídrico y escasez de agua experimentó un aumento de
casi 125 millones durante estos cinco años, lo que pone de
manifiesto el aumento de la población en países con
escasez de agua.
A.- MOVIMIENTOS DEL MAR.
Los movimientos del mar
Los mares no son masas de agua estáticas, sino
que tienen diversos movimientos provocados por distintos
agentes. Los movimientos del mar son: las mareas,
ocasionadas por la acción gravitacional de la Luna y del
Sol; las corrientes marinas, generadas por los vientos y
por el movimiento de rotación de la Tierra; y las
olas, provocadas por la acción de los vientos sobre
la capa superficial del agua.
Todos estos movimientos hacen que el mar
esté mejor adaptado para albergar la vida. Las mareas y
las olas permiten mojar periódicamente los sectores del
litoral, donde se alberga la mayor biodiversidad
de los océanos. Las corrientes, por su parte, posibilitan
el flujo de los elementos del plancton y el movimiento de los
diásporos de muchos seres. Estos colonizan sectores
a veces muy alejados de sus lugares de origen, y al mismo tiempo
facilitan el intercambio de porciones de aguas, permitiendo el
aporte de nutrientes y de oxígeno, y los intercambios de temperatura
y salinidad.
Las mareas
La ley de la
gravitación universal señala que todos los cuerpos
atraen y son atraídos por otros cuerpos en forma
proporcional a sus masas y a la distancia que los separa. Los
mares no son una excepción, y sus aguas son
atraídas por masas de cierta envergadura, como la Luna y
el
Sol.
Las mareas permiten que un sector del litoral
permanezca bajo agua y sobre ella a lo menos dos veces al
día, lo que es aprovechado por una amplia gama de
organismos que sacan provecho de esta
situación.
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El nivel de los mares sube y baja dos veces por
día. Estos cambios de nivel se denominan mareas y
son provocados principalmente por la atracción
lunar.
En un determinado punto del océano, la marea
sube cuando la Luna está justo en la vertical de ese
punto y cuando este satélite está en la vertical de
las antípodas del lugar. A la inversa, cuando la Tierra
gira en un cuarto o tres cuartos de vuelta, y la posición
de la Luna se desplaza en 90° y 270° con respecto a la
vertical del punto de observación, tenemos las mareas
bajas.
Por otro lado, si la Luna y el Sol tienden a alinearse
sobre un determinado punto, la atracción gravitacional del
Sol se combina con la de la Luna, y en esos momentos se producen
las mareas más altas y las más bajas.
El oleaje
Cuando observamos las olas avanzar hacia la playa,
estamos observando un curioso fenómeno. Antes de reventar,
la ola en realidad no hace avanzar el agua, sino que solo hace
subir y bajar porciones de ésta. Lo que se desplaza es
solo la onda.
Las olas son producidas por el roce del viento sobre la
superficie del mar.
Al reventar en el litoral, el agua de la ola salta para
todos lados, aireándose y mojando las playas y las
rocas,
facilitando la vida de los habitantes del litoral.
Las corrientes
Se llaman corrientes marinas al desplazamiento de
grandes masas de aguas que giran alrededor de los continentes.
Estas corrientes son causadas por los vientos alisios y
por el rotar de la Tierra.
Las corrientes frías se forman en los
polos y suben hacia las zonas tropicales, donde se calientan y
retornan hacia los polos, donde vuelven a enfriarse y el ciclo
continúa.
Las corrientes son muy importantes, al permitir que los
seres vivos y los nutrientes se desplacen, y al evitar que los
mares tropicales se sobrecalienten y los mares polares se
sobreenfríen.
Corrientes oceánicas
Las grandes corrientes oceánicas
son:
1.- En el hemisferio sur se encuentra la corriente
fría circumantártica, de la que se derivan tres
corrientes principales que recorren las costas oeste de los
continentes australes, y retornan por corrientes cálidas
que recorren las costas este de dichos continentes
2.- En el hemisferio norte se da el mismo patrón,
de una corriente circumpolar de la que derivan corrientes
frías que recorren los continentes boreales, y corrientes
cálidas que las retornan hacia el Océano Glacial
Ártico.
Las corrientes del hemisferio sur son las
siguientes:
– La corriente fría de Humboldt, que sube
por la costa de Chile y
Perú, y retorna hacia el sur por la corriente
cálida ecuatorial del sur del Océano
Pacífico.
– La corriente fría de Benguela, que se dirige al
norte siguiendo la costa oeste de África, y vuelve hacia
la corriente circumantártica por la corriente
cálida de Brasil, que recorre la costa este de
América
del Sur (Brasil y Argentina).
– La corriente fría de Australia Occidental, que
recorre la costa oeste de Australia y luego retorna hacia el sur
por la corriente cálida surecuatorial del
Océano Indico.
B.- CARACTERÍSTICAS Y POTENCIALIDAD DE LOS
OCÉANOS.
EL AGUA del mar es una solución de sales, por lo
que sus propiedades físicas son muy diferentes de las del
agua dulce y varían de acuerdo con la cantidad de sales
que contenga. Por la gran complejidad que presenta el agua del
mar en su composición, y debido a su riqueza en seres
vivos, sustancias inorgánicas en suspensión y
gases
disueltos, algunos autores la describen como "una sopa turbia de
seres vivos.
Las propiedades físicas del agua del mar se
pueden dividir en: térmicas, mecánicas,
eléctricas, acústicas, ópticas y
radiactivas.
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Absorción de la luz en el agua de
mar.
Las propiedades térmicas del agua del mar
dependen del calor que
absorbe de las radiaciones energéticas que recibe del Sol,
así como de la cantidad de calor que posteriormente el mar
regresa a la atmósfera. Por lo tanto, el balance
térmico del océano se establece por la diferencia
entre el calor ganado y el perdido, y este balance es casi
estacionario en el océano en su conjunto, aunque puede
variar en algunos mares en especial, según las diferentes
latitudes donde se encuentran en el planeta: es mayor la
absorción de calor en bajas latitudes y mayor la
pérdida en las altas.
Las características térmicas del agua del
mar influyen sobre otras de sus propiedades, y se puede destacar
que la temperatura interviene directamente en el establecimiento
de la distribución de las masas de agua en el
océano, por cambios de la densidad,
disponiéndose las menos densas y calientes arriba y las
más densas y frías abajo.
Otro ejemplo de la relación de la temperatura con
las características del océano consiste en que las
sales disueltas en el agua del mar hacen descender su temperatura
de congelación,. evitando que una gran parte de ella, cuya
temperatura es inferior a 0ºC, se congele y pase al estado
sólido, y gracias a esto se van llenando poco a poco las
cuencas oceánicas.
También el
conocimiento del balance térmico en el mar permite
entender la distribución de las comunidades de organismos
tanto en las aguas someras como en las profundidades. Los
organismos pueden ser euritermos (los que pueden vivir dentro de
unos límites
amplios de temperatura)) estenotermos (los que sólo pueden
tolerar una variación muy limitada de
temperatura).
Las características mecánicas del
océano están determinadas por la salinidad, y son
la densidad y la presión.
La salinidad está dada, principalmente, por los
cloruros, sulfatos y carbonatos que se encuentran disueltos en el
agua del mar, y su distribución no es uniforme ni
constante, varía de un lugar a otro, tanto en dirección horizontal, como en vertical, e
incluso sufre oscilaciones en un mismo punto del océano,
con el transcurso del tiempo. El factor fundamental que determina
las variaciones de salinidad en un área marítima
concreta es la pérdida o ganancia de agua.
La densidad del agua del mar consiste en su peso
derivado de la cantidad de masa de sales por unidad de volumen de
agua, por lo que es directamente proporcional a su salinidad, ya
que a mayor cantidad de sales, existe una masa superior por
unidad de volumen de agua; en cambio, es
inversamente proporcional a la temperatura siendo, a mayor
temperatura, la densidad menor.
La densidad también puede variar con la
profundidad, por lo que se encuentra una estratificación
del agua del mar, es decir, se presenta una separación
horizontal de las capas de agua de diferente densidad. Si la
densidad aumenta con la profundidad, la estratificación
será estable debido a que las capas más pesadas
quedan en el fondo; pero si disminuye con la profundidad, la
estratificación será inestable, y puede cambiar
totalmente por los movimientos del océano al hundirse las
capas pesadas que están en la superficie.
La presión es producida por el peso de la columna
de agua que gravita sobre una superficie situada a una
determinada profundidad, más la presión
atmosférica que actúa sobre la superficie del mar.
La presión se mide en el mar mediante aparatos llamados
nanómetros, que son de muy diversos tipos.
La relación entre estas dos propiedades
físicas, densidad y presión, así como su
distribución, tiene gran significado en
oceanografía física, porque al combinarse con el
movimiento de rotación de la Tierra determinan la
configuración de las principales corrientes del
océano.
Las propiedades eléctricas del agua del mar
consisten en que este medio es conductor de la electricidad,
debido a que las moléculas de las sales se disocian en
iones positivos y negativos, que al estar sometidos a un campo
eléctrico se desplazan en sentido contrario
produciendo corrientes. Esta, propiedad
sirve para medir, con mayor precisión, la salinidad del
océano.
El estudio de las características
acústicas del agua oceánica es de gran importancia,
ya que las ondas sonoras y
ultrasonoras penetran desde la superficie del mar hasta grandes
profundidades, al contrario de la luz solar, que sólo lo
hace a 200 metros de profundidad, y de las ondas de radio, que
también son absorbidas rápidamente; por lo tanto,
la
comunicación y el conocimiento
submarino tienen que realizarse utilizando las propiedades
acústicas del mar.
Con base en estos conocimientos se han diseñado
métodos y
aparatos muy diversos como los hidrófonos, aparatos
simples que recogen los sonidos del mar producidos por los
fenómenos físicos propios del agua, los organismos
marinos que la habitan y las embarcaciones o artefactos
utilizados por el
hombre.
Otros aparatos acústicos son las sondas
acústicas o ecosondas y el sonar, que registran las ondas
sonoras y ultrasonoras, permitiendo conocer la profundidad del
fondo, su naturaleza y configuración; también
localizar los bancos de
peces, medir
su tamaño y calcular la posible captura; asimismo, situar
a otros barcos en la superficie, a los submarinos y otros objetos
sumergidos.
Es notable la diferencia de intensidad del sonido que se
escucha al hacer chocar entre sí dos piedras en el aire o
dentro del mar, esta diferencia se debe a la velocidad de
propagación que tiene el sonido de ambos medios. En el
aire la velocidad media es de 333 metros por segundo, mientras
que en el agua es mucho mayor: alcanza de 1400 a 1600 metros por
segundo; el margen que se presenta en ese último caso lo
originan las variaciones de salinidad, temperatura y
presión del agua del mar, y por lo tanto, para calcular la
velocidad del sonido en un lugar dado del océano, se
tienen que medir también estas
características.
Las características ópticas se producen
debido a que el agua del mar presenta cierta transparencia, es
decir, la posibilidad de dejar pasar la luz, transparencia que
cambia conforme aumenta la profundidad, debido a que esta luz
sufre fenómenos de reflexión y
refracción.
La luz que penetra en el océano es indispensable
para que tengan lugar los fenómenos de fotosíntesis en el interior de las aguas
marinas, es decir, la captación de la energía solar
para la elaboración de la sustancia orgánica que
será el alimento de los vegetales, los animales y el
hombre.
Las radiaciones que forman la luz son absorbidas por el
agua del mar y le transmiten calor. Esta absorción es
selectiva y depende de la longitud de onda de la
radiación. Dentro del espectro visible, la
absorción es máxima para el rojo y mínima
para el azul-verde. La infrarroja transporta la mayor parte de la
energía calorífica, y se absorbe
prácticamente en el primer metro de agua.
El calor del mar depende de esta selectividad de sus
aguas para absorber y dispersar la luz. Así el color azul
intenso de algunas zonas oceánicas se debe a la ausencia
de partículas en suspensión, mientras que en las
aguas costeras predomina el color verde, por la abundancia de
partículas nutritivas y de pequeños organismos que
forman el plancton.
Clásicamente, la transparencia del mar se mide
usando un disco blanco de 30 centímetros de
diámetro, llamado "Disco de Secchi", y la transparencia
media del agua oscila entre 1 y 66 metros de profundidad. Se ha
comprobado que la transparencia es mayor para las aguas
oceánicas que para las costas, en las que varía
mucho con las partículas orgánicas e
inorgánicas en suspensión. En algunos mares, las
partículas en suspensión les pueden dar tonalidades
variadas como la roja; éste es el caso del Golfo de
California en México, al
que se le ha llamado Mar Bermejo por la coloración que
presenta.
También la agitación de las aguas, la
nubosidad y el color del cielo pueden influir en las aguas de los
mares.
Se pueden diferenciar dos tipos de radioactividad en los
mares; la que se produce de manera natural en ellos, y la que el
hombre ha introducido a los océanos al usar la
energía atómica.
Una radiactividad mayor que la existente en la masa
líquida se encuentra en los sedimentos marinos, sobre todo
en los de las cuencas oceánicas. Se cree que estas cuencas
pueden ser grandes yacimientos de materiales
radiactivos, ya que uno de los elementos más abundantes en
sus sedimentos es el torio.
La radiactividad producida por el hombre se deriva
fundamentalmente de subproductos de explosiones atómicas,
desperdicios de los reactores nucleares y por los derrames del
agua de enfriamiento de estos reactores. El hombre, por
desgracia, ha pensado que la inmensidad del océano le
permite usarlo como basurero; pero los desperdicios
atómicos constituyen un peligro potencial para la flora y
fauna marinas y
mientras no se conozca a fondo la dinámica del
océano, no debe hacerse este depósito porque se
pondría en peligro el futuro de la humanidad al destruir
una fuente de riqueza alimenticia como es el
océano.
A.- EL CLIMA: EXPRESIÓN DE LA
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA Y HUMEDAD EN EL
PLANETA.
Clima, efecto a largo plazo de la
radiación solar sobre la superficie y la
atmósfera de la
Tierra en rotación. El modo
más fácil de interpretarlo es en términos de
medias anuales o estaciónales de
temperatura y precipitaciones.
Las áreas de tierra firme y las marinas, al ser tan
variables, reaccionan de modos muy distintos ante la
atmósfera, que circula constantemente en un estado de
actividad dinámica. Las variaciones día a
día en un área dada definen su climatología,
mientras que el clima es la síntesis a
largo plazo de esas variaciones (ambas pueden considerarse
subdisciplinas de la
meteorología). El clima se mide por
medio de
termómetros,
pluviómetros,
barómetros y otros instrumentos,
pero su estudio depende de las estadísticas. Con todo, un resumen sencillo
a largo plazo de los cambios climáticos no proporciona una
representación exacta del clima. Para obtener ésta
es necesario el análisis de los patrones diarios, mensuales
y anuales. La investigación de los cambios
climáticos en términos de tiempo geológico
es el campo de estudio de la paleoclimatología, que
requiere las herramientas y
métodos de la investigación geológica.
La palabra clima viene del griego klima, que hace referencia a la
inclinación del
Sol. Además de los efectos de la
radiación solar y sus variaciones, el clima siempre
está bajo la influencia de la compleja estructura y
composición de la atmósfera y de los mecanismos por
los que ésta y los
océanos transportan el calor.
Así pues, para cualquier área dada de la Tierra,
debe considerarse no sólo su
latitud (que determina la
inclinación del Sol), sino también su
altitud, el tipo de suelo, la distancia
del océano, su relación con sistemas
montañosos y lacustres, y otras influencias similares.
Otra consideración a tener en cuenta es la escala: el
término macroclima hace referencia a una región
extensa, como por ejemplo un país; mesoclima, a una
más pequeña; y microclima, a un área
diminuta. Así, se puede especificar que un buen microclima
para cultivar plantas es el que hay al abrigo de grandes árboles
de sombra, o se puede hablar del mesoclima regional que
caracteriza un sistema
montañoso y que difiere del macroclima general de la zona.
Por ejemplo, las mesetas de la península Ibérica
presentan un macroclima caracterizado por escasas precipitaciones
e inviernos secos y fríos o muy fríos, con veranos
secos y calurosos; sin embargo, en la cadena montañosa que
las separa, el sistema Central, el mesoclima es diferente: fresco
en verano y húmedo en invierno.
El clima tiene una gran influencia en la
vegetación y la vida animal, incluyendo a los seres
humanos. Desempeña un papel
significativo en muchos procesos fisiológicos, desde la
concepción y el crecimiento de los seres vivos hasta la
salud y la
enfermedad. El ser humano, por su parte, puede influir en el
clima al cambiar su
medio ambiente, tanto a través de
la alteración de la superficie de la Tierra como por la
emisión de contaminantes y productos
químicos, como el
dióxido de carbono, a la
atmósfera.
Veleriro