Agua de mar

Ciencias del Mar. Propiedades físicas. Transferencia de calor. Densidad. Comportamiento térmico oceánico. Océanos

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TEMA I: PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA DE MAR

Para el estudio estático y dinámico del océano así como su comportamiento térmico es imprescindible conocer las propiedades físicas del agua del mar, cuyas propiedades vendrán determinadas por sus constituyentes principales.

  • Agua: 96,5%

  • Materiales.

  • La propiedad de la densidad es la mas importante porque densidad ()= d(s,t,p)

    por un lado, es imprescindible para determinar las condiciones de equilibrio de una masa de agua en el mar. Por otro lado, la distribución de la densidad en el océano nos va a dar información de los movimientos de las masas de agua a gran escala que tienen lugar en el mar.

    El agua es uno de los componentes mas importantes de la naturaleza, es raro encontrar en el universo agua en estado liquido, solo en una parte pequeña de ese rango podemos encontrar agua en estado liquido.

    333.000 km³ ! Salen del océano por evaporación rotando posteriormente gracias al ciclo hidrográfico o atmosférico en forma de precipitación o descarga de ríos.

    • Océano: 97,2%

    • Hielo: 2,5%

    • Aguas subterráneas: 0,625%

    • Ríos: 0,017%

    • Atmósfera: 0,068%

    Ahora bien, si comparamos agua con otros compuestos químicos similares, se comporta físicamente diferente:

  • Punto de congelación (PC) y el punto de Ebullición (PE) deberían de ser mas bajos de lo que son: (0°C y 100°C respectivamente).

  • PC: -80°C------ en el resto de elementos

    PE: 95°C------- en el resto de elementos

  • El agua cumple parcialmente las propiedades……., al calentarlo se expande y al enfriarse se contrae. A temperaturas por debajo de los 4°C, el agua se expande si se sigue enfriando y al llegar al PC se expande de repente (aproximadamente el 9%). Si esto no ocurriese, el hielo se hundiría y formaría una capa protectora que retrasa o previene posteriores congelaciones del agua.

  • Alta capacidad calorífica del agua que permite que el agua oceánica almacene grandes cantidades de calor que pueden ser liberado a la atmósfera.

  • La constitución química del agua no explica el gran poder de disolución de este liquido, el cual es una consecuencia directa del gran poder de disociación.

  • El agua pura tiene la constante dialéctica mas grande de todos los líquidos. Esta constante es un numero adimensional que expresa a cuanto más pequeña es la intensidad

  • TEMA II: TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVES DE LA INTERFASE ATMOSFERA-OCEANO

    Definición del subsistema atmósfera-océano interfase

    La atmósfera y el océano componen un subsistema climático.

    Un sistema climático esta compuesto por cuatro elementos:

    -Hidrosfera: agua + hielo

    -Litosfera

    -Atmósfera

    -Biosfera

    Aunque estos elementos son sistemas deferentes en cuanto a sus propiedades físicas, composición, estructura y comportamiento, están todos ellos unidos mediante flujos de energía, materia y cantidad de movimiento, formando un sistema termodinámico global denominados SISTEMA CLIMÁTICO. Dentro del sistema climático presenta una especial interacción entre atmósfera y océano. Representan entre las dos " 98% del agua que hay en latiera. La atmósfera y el océano al ser componentes fluidos presentan una mayor movilidad y capacidad de adaptación a las variaciones y son las encargadas de absorber, preservar, transformar y distribuir la energía solar que es la que pone en movimiento al sistema climático.

    Podemos definir la interacción atmósfera-océano de una forma sencilla como el estudio de los flujos de energía y materia entre la atmósfera y el océano, desencadenados por la energía incidente del sol. Así como las consecuencias en escalas espacio-temporales en el propio subsistema y por tanto en el sistema climático.

    A nosotros lo que nos interesa son los efectos de la interacción sobre el océano.

    Ejemplo: Por un lado, un viento soplando de forma continuada en un océano en, originaria corrientes superficiales y ……. Si además, este viento es frío y seco, la evaporación y la perdida de calor por parte del agua, serán intensas con lo que se producirán variaciones tanto en la temperatura del agua de mar como en la S y por tanto va a ocurrir que la densidad aumenta y por tanto el agua superficial se hunde lo que produce un movimiento de convecino { a profundidades mayores} en la vertical de la columna de agua.

    La presencia del océano hace que las variaciones de la temperatura del aire sean mucho menos acusadas en zonas oceánicas que en zonas mas continentales. Con estos ejemplos que hemos citado anteriormente se quiere poner de manifiesto la gran importancia que tiene la temperatura de estos fluidos.

    El estudio de la atmósfera se hace imprescindible para la comprensión de los procesos que tienen lugar en el océano.

    Los parámetros que definen al océano son:

    • Temperatura del agua

    • Salinidad

    • Presión hidrostática

    • Vector velocidad de la corriente [nódulo y dirección]

    Los parámetros de la atmósfera son:

    • Temperatura del aire

    • Humedad [vapor de agua]

    • Presión atmosférica

    • Vector velocidad del viento [nódulo y dirección]

    La densidad del agua de mar viene en función de la temperatura del aire, de la presión atmosférica y de la humedad.

    La densidad del aire:

    La densidad del agua es mil veces mayor que la densidad del aire y ese hecho va a determinar una superficie de separación llamada INTERFASE, muy estable entre ambos fluidos que originara que prácticamente no haya mezclas entre ambos fluidos. La única mezcla es la debida al spray marino, también llamada ROCIONES, que son gotitas de agua debidas al oleaje.

    Al no existir mezcla entre ambos fluidos.

    Diferencia de masa! masa océano >> masa aire ! Presión

    El contraste de densidades implica que una masa oceánica sea mucho mas ["270 veces] que la masa de aire.

    Transferencia de propiedades entre la atmósfera-océano

    Los procesos de transferencia que tienen lugar a través de la interfase atmósfera-océano pueden dividirse en dos grandes grupos:

    a) Transferencia de energía

    1-a) Transferencia de Radiación

    1-b) Transferencia de Calor

    - Cantidad de movimiento.

    b) Transferencia de materia

    b-1) Transferencia de agua

    b-1-1) Evaporación

    b-1-2) Precipitación

    b-1-3) Escorrentías

    b-2) Transferencia de compuestos químicos [ minerales y gases]

    Hay procesos que intercambian, transferencia de materia y de energía como es la evaporación:

    • Vapor de agua [materia]

    • Calor latente [energía]

    Y escorrentía:

    • agua y minerales

    • movimientos

    la transferencia de radiación y la de calor son las que van a determinar las variaciones de temperatura del agua de mar y por tanto la …..

    Vamos a enumerar una serie de procesos mediante los cuales un volumen de agua determinado van a ganar o perder energía:

    a) Radiación solar absorbida