- 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