Ocean Recovery Alliance

Oceanography (Spanish)

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Este es el emocionante programa de temas que se discutirán mientras Erden está en el mar, abordando algunos de estos temas de frente ...

 

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Semana 4 - ¿Son los océanos o el océano?

 

¿Son los océanos? ¿O es el océano (sin la S al final)? Esas son las preguntas del día, y al final de nuestro pensamiento y aprendizaje sobre esto, queremos no solo responder a la pregunta, sino comprender las distinciones entre ellas. También explicaremos por qué usamos casi exclusivamente la palabra océano en lugar de océanos aquí en nuestro contenido semanal.

 

 

Arriba: suelte el video "S"

 

Hay un océano y varias cuencas oceánicas. Es un océano porque es un sistema gigante que tiene influencia en nuestro clima, contiene la mayor parte del agua del mundo, toda la vida que vive en el océano (y en la tierra) y, por supuesto, al menos para Erden, nos da el reto de atravesarlo remando!

 

¿Cómo se mueve el océano como uno solo? A través de corrientes oceánicas impulsadas por la gravedad, el viento y la densidad, a través de la salinidad y la temperatura. Hay dos tipos de corrientes oceánicas: 1) corrientes para movimientos horizontales, 2) corrientes ascendentes y descendentes para movimientos verticales. Juntos transportan agua, calor, energía, minerales y biota por todo el mundo. Si el plástico termina en el océano, sigue el mismo destino, fluye alrededor del mundo como una sopa de plástico y también se mueve alrededor del mundo, al igual que la contaminación del aire en nuestra atmósfera.

 

“Una vez que estuvimos completamente a flote nuevamente, mi conteo rápido identificó que algunos artículos en cubierta se habían arrastrado por la borda. Nada tan significativo, pero en general me molestó permitir que el mar me reclamara estos artículos de plástico. Mis súplicas por un océano más limpio me dejaron con una sensación terrible de que algo se hubiera lavado. El problema de los desechos plásticos en el océano ya es catastrófico. Tenía que hacerlo mejor ".

 

Blog de Erden (9 de julio de 2021)

 

Una forma interesante de visualizar el océano es utilizar la proyección de Spilhaus, una que muestra el océano del mundo como un solo cuerpo de agua, como si el océano fuera un lago gigante rodeado por las costas del globo. También hace que el océano parezca un patio delantero azul común, cambiando la forma en que miramos el océano. Un común es un recurso compartido y para mantener el recurso compartido, todos deben asumir la responsabilidad y la propiedad del común compartido. Si todos actuamos en nuestro propio interés, puede suceder una situación llamada la tragedia de los comunes en la que perdemos todo el recurso por completo. Dentro del océano, un ejemplo de la tragedia de los comunes es la sobrepesca, la pérdida de una valiosa fuente de alimento y todos los servicios ecosistémicos que brindan las especies de peces perdidas.

 

Esta proyección superpuesta con una capa que contiene las principales corrientes oceánicas, realmente ayuda a visualizar cómo el océano se mueve como uno solo. Es posible que no pueda ver en un mapa, pero el volumen de agua que se mueve es más que suficiente para que sea una fuerza a tener en cuenta, especialmente para remeros como Erden, cuyo cruce del Pacífico está a merced de los vientos y las corrientes oceánicas; pero al mismo tiempo querrá aprovechar las corrientes en su camino a través del Pacífico.

 

 

 

Arriba: La proyección de Spilhaus, que visualiza las corrientes oceánicas cálidas y frías globales

 

El Pacífico encaja perfectamente en la discusión sobre las cuencas oceánicas y de dónde proviene la idea de los “océanos”. La cuenca del Océano Pacífico es una de las muchas cuencas oceánicas del mundo. Las cuencas oceánicas son la vasta masa de tierra sumergida por el océano. Otras cuencas oceánicas principales incluyen el Atlántico, el Índico, el Ártico y el Sur, completando el concepto de “cinco océanos”. Esta idea, por tanto, favorece la geografía y la estructura geológica de la propia cuenca oceánica. Cuando se habla del océano, a menudo es más fácil hablar con otros cuando hay algún contexto geográfico, y las cuencas oceánicas dan precisamente eso. Como cuando hablamos de "Erden remando a través del Pacífico", es fácil comprender lo que está haciendo y dónde está haciendo este desafío. La superficie de la cuenca oceánica, el lecho marino, es quizás la última frontera de exploración en la Tierra, con muchas partes aún sin explorar y que solo comenzaron a abrirse con avances tecnológicos que pueden soportar las altas presiones en el fondo del océano.

 

 

 

Arriba: mapa de las cuencas oceánicas

 

El océano, las corrientes oceánicas y los vientos serán temas que Erden discutirá a menudo en las publicaciones de su blog y nos dirá que es un aspecto muy importante en Westbound Row. La semana pasada, mencionó que tuvo dificultades para moverse hacia el oeste hacia Hawai porque estaba atrapado entre los fuertes vientos en tierra (NO) y la famosa corriente de California que fluye hacia el sur hacia el Ecuador. Estos vientos y corrientes lo obligaron a retroceder hacia la costa en dirección sureste (SE).

 

Afortunadamente, pudo encontrar un hechizo de vientos del noreste (NE) que puso los mares a su favor, acercándolo a los vientos alisios y la corriente ecuatorial del norte que lo llevará a Hawai y luego a Hong Kong. La historia no termina ahí, debido a la demora, podría haber una exposición adicional al riesgo de huracán cuando se acerque al “Hurricane Alley” camino a Hawai. Estos son solo algunos de los desafíos con los que el océano lo pondrá a prueba en su camino a Hong Kong.

 

Para resumir, solo tenemos un océano, solo un cuerpo gigante de agua salada. Un sistema poderoso que puede influir mucho en nuestro clima y, para algunos, poner a prueba el límite humano.

 


 

 

Semana 6 - Corrientes oceánicas y giros oceánicos

 

Si nos has estado siguiendo, recordarás las numerosas veces que hemos hablado sobre las corrientes oceánicas, lo que hacen y cómo afectan al océano como una sola unidad. Esta semana analizaremos más profundamente este tema y comenzaremos a conectar los puntos en cuanto a cómo las corrientes oceánicas (corrientes profundas y superficiales) influyen en la ubicación de los giros oceánicos, cómo se mueven los giros, y luego aludiremos a la idea de cómo colectivamente el océano El sistema también influye en el clima de la Tierra.

 

En 1992, ocurrió un accidente en el mar cuando un buque portacontenedores se enfrentó a una tormenta y se perdieron 12 contenedores en el mar. Uno de estos contenedores perdidos, hecho de goma, llevaba 29,000 patos de goma, y no tenia el orificio para dejar entrar el agua como todos los demás patos, estos 29,000 especiales eran completamente impermeables y flotantes, lo que les permitía flotar para siempre en la superficie del océano con las corrientes oceánicas. . ¡Ahora podría pensar que esto es un desastre ambiental! Pero hay una buena historia con esto porque los científicos vieron estos patos de goma como una oportunidad para modelar las corrientes oceánicas utilizando a los patos como puntos de datos. Cómo lo hicieron fue para modelar cómo el pato de goma hizo caer la tierra y tener en cuenta la distancia, el tiempo y las condiciones del océano, también pudieron predecir dónde podrían aparecer los posibles patos de goma.

 

Habiendo sido arrojados al Pacífico en su camino desde Hong Kong a Estados Unidos, estos patos de goma han sido recuperados en todo el mundo, en Alaska, Hawái, Sudamérica, Indonesia, Australia. Luego se encontraron en el Ártico y en el Atlántico Norte, llegando a las costas canadiense e inglesa después de 10-15 años en el mar. Su historia aún está inconclusa, y hay recompensas para aquellos que tengan la suerte de ver uno de estos patos en tierra o en el mar. Así que aquí hay un desafío para ti, ¡busca estos patos de goma cuando estés a lo largo de la costa porque podrías ser un ganador!

 

Como muchas cosas en el universo, las corrientes oceánicas globales funcionan como un ciclo o una cinta transportadora, como se le conoce coloquialmente. Pero quizás esta es una de las pocas ocasiones en las que el nombre científico tiene un poco más de sentido y, al mismo tiempo, describe lo que está sucediendo en el océano. Este es el sistema de circulación termohalino.

 

Therhalina, se deriva de "termo", refiriéndose a la temperatura; y - "haline", que se refiere a la salinidad. La circulación termohalina, como puedes suponer, hace circular calor (una forma de energía) y diferentes densidades de agua salada con minerales y nutrientes en todo el mundo, a través del océano. Por lo tanto, la temperatura y la salinidad son fuerzas impulsoras clave de las corrientes oceánicas del mundo.

 

En la región del Atlántico norte de la Tierra, el hielo marino se forma debido a las temperaturas bajo cero. Cuando esto sucede, la sal se queda atrás y, con más contenido de sal en el agua, la salinidad del agua aumenta. Una mayor salinidad también corresponde a una mayor densidad, lo que hace que el agua se hunda. El agua de la superficie (menos salada y densa) se mueve hacia adentro para reemplazar el agua de alta salinidad que se hunde, creando una corriente. El agua más fría y más salada que ahora se encuentra en lo profundo de la columna de agua se mueve hacia el sur hasta la Antártida, donde nuevamente se hunde debido a las temperaturas más frías. A medida que se mueve alrededor de la Antártida hacia el este, las dos ramas se dividen y se mueven hacia el norte. El agua fría ramificada sube a la superficie a medida que se calienta, antes de regresar hacia el suroeste. El agua eventualmente regresará al Atlántico Sur, luego al Atlántico Norte, donde el ciclo comienza nuevamente.

 

 

Arriba: circulación termohalina, el azul representa la corriente fría profunda y el rojo el agua más cálida cerca de la superficie.

 

No podemos olvidarnos del viento y su influencia en las corrientes oceánicas, más específicamente, las corrientes superficiales en los 100 metros de la superficie oceánica. Esto se debe a que cuando el viento sopla a través de una superficie, crea una fuerza de arrastre, barriendo o empujando un objeto hacia la misma dirección que el viento. El océano también se ve afectado por esto. Entonces, ¿de dónde viene el viento?

 

El viento son cuerpos de aire en movimiento. Al igual que el agua de mar, la temperatura también está involucrada, lo que hace que el aire más cálido se eleve debido a la expansión (menor densidad), mientras que el aire frío se condensa y se hunde. Eso explica el movimiento vertical del aire, el horizontal es un poco más complicado. La atmósfera de la Tierra tiene diferentes secciones de presiones altas y bajas. Baja presión en el ecuador, alta presión a 30 N / S, baja presión nuevamente a 60 grados N / S, y luego alta presión en los polos. El viento siempre se mueve de un punto de alta presión a un punto de baja presión, lo que permite que el aire se mezcle desde diferentes latitudes de la Tierra. Imagínese a Erden remando a través del Pacífico, flotando como un pato de goma, pero con dos remos, lidiando con los "movimientos" del mundo (corrientes y vientos), para trasladarse de California a Hong Kong.

 

 

Arriba: Circulación atmosférica global

 

Volviendo a los vientos, además de eso, la rotación de la Tierra también afecta los patrones de viento. La rotación provoca el efecto Coriolis, un patrón de desviación que toman los objetos que no están firmemente conectados al suelo. No podemos sentir esta fuerza, pero podemos verla en el aire y en el agua. Lo que los científicos han observado sobre el efecto Coriolis es que en el hemisferio norte, la trayectoria de los elementos afectados se desvía hacia la derecha. En el hemisferio sur, el camino se desvía a la izquierda. Esto explica las flechas blancas curvas delgadas en el siguiente diagrama.

 

Por ejemplo, si segues toda la masa de aire desde 30 grados N / S moviéndose hacia el ecuador, el viento se desvía hacia la derecha, provocando vientos alisios que se mueven de oeste a este. Los vientos del oeste son lo opuesto donde el viento desviado se mueve de este a oeste. Con base en esta información, no es una buena idea que Erden quede atrapado en los Westerlies. Sin embargo, como Erden está entre el Ecuador y 30 grados N, esperamos que se encuentre en los vientos alisios más útiles cuando cruce el Pacífico.

 

Pero, ¿cómo se relaciona todo esto con los giros oceánicos? En realidad, ¡todo con todo! Así es cómo.

El movimiento de rotación de los giros oceánicos es causado por el viento, el efecto Coriolis y luego las propias cuencas oceánicas. También hablamos de la circulación termohalina, porque los giros actúan como ruedas dentadas o engranajes que ayudan a mantener esta circulación. Como mencionamos anteriormente, el agua también se ve afectada por el efecto Coriolis y provoca una dirección de circulación diferente en el hemisferio norte y sur. Los giros en el hemisferio norte se mueven en el sentido de las agujas del reloj, mientras que los giros en el hemisferio sur se mueven en el sentido contrario a las agujas del reloj.

 

El océano profundo también se ve afectado por esto, pero en menor escala, a medida que nos adentramos en el océano. El resultado es lo que llamamos la espiral de Ekman. Este efecto espiral describe cómo cada capa del océano se arrastra entre sí debido al efecto Coriolis, al igual que cómo los vientos se arrastran sobre la superficie del océano, lo que resulta en una espiral que desciende por la columna de agua. Este transporte crea un bulto en cada cuenca oceánica que está hasta un (1) metro por encima del nivel medio del mar global. La fuerza de la gravedad que tira de esta gran masa de agua crea un gradiente de presión similar al de un sistema atmosférico de alta presión que, a su vez, conduce a una masa de agua estable y giratoria. Esta acumulación de agua es el mecanismo de cómo el plástico oceánico tiende a terminar en los giros oceánicos.

 

Arriba: Ekman Spiral

 

Los movimientos de los giros oceánicos son mantenidos por las corrientes limítrofes que se mueven justo en el límite exterior de los giros. Las corrientes fronterizas occidentales son las más fuertes y rápidas, debido a la forma de la cuenca oceánica y la rotación de la Tierra. Estos también pueden transportar y atraer plástico hacia los giros y, por supuesto, los vientos marinos también lo hacen. Erden también experimentará una de estas fuertes corrientes fronterizas más adelante en su viaje, el Kuroshio Durrent, antes de atravesar el estrecho de Luzón.

 

Así como el agua llega al centro más tranquilo y estable del giro, donde está la protuberancia del agua del océano, también lo hace el plástico que está flotando o suspendido en la columna de agua. El plástico y otros desechos que se introducen en estos giros es lo que llevó a la idea del “parche de basura”. Solo que no es un parche literal de plástico, sino un área donde hay una mayor concentración de plástico en el agua. Dado que el plástico tarda cientos de años en descomponerse y puede permanecer en el agua durante varias vidas humanas, se descompone aún más en pedazos más pequeños donde puede conducir a muchos problemas ecológicos, ambientales y de salud, que finalmente regresan a nosotros.

 

Hay mucha ciencia interesante involucrada en la investigación de cómo el plástico interactúa con diferentes elementos dentro del ambiente marino, y discutiremos estos temas más cerca de cuando Erden llegue a Hawai, que podría ser a fines de mes (agosto). La semana que viene daremos un paso atrás de las ciencias para ponernos al día con Erden y ver cómo le está yendo y qué está sucediendo en el océano.

 


 

Semana 10: Sistema climático y océano

 

Las corrientes oceánicas hacen circular agua, nutrientes, plástico, energía y calor por todo el mundo. Hoy nos centraremos en la energía y el calor que el océano transporta y mueve a través de las aguas, y cómo eso influye en el sistema climático global. El sistema climático de la Tierra es delicado y ha sido un tema de estudio desde principios de la historia de la humanidad. Aún así, solo tenemos una comprensión muy superficial de cómo funciona todo. Lo que sí sabemos, sin embargo, es que el resultado sensible, temperatura o precipitación, está muy influenciado por la cantidad de energía dentro del límite planetario. Entonces, ¿cómo definimos este límite?

 

Para describirlo simplemente, el límite de la Tierra es la capa más alta de la atmósfera, la exosfera, que se extiende hasta 10,000 km sobre la superficie del planeta. Cualquier cosa más allá de la exosfera, nos encontraríamos en la inmensidad conocida como "espacio". Usando este límite, podemos simplificar y describir aún más el sistema de la Tierra como un sistema cerrado. La Tierra está "cerrada", porque lo único que se puede transferir entre los límites es la energía. O podría ser mejor decir que la transferencia de materia entre los límites es tan pequeña que es insignificante. Por ejemplo, se podría argumentar que los meteoritos a veces pueden atravesar nuestra atmósfera y los astronautas dejan la atmósfera de la Tierra al espacio, pero en el contexto del clima de la Tierra, la transferencia de energía es mucho más importante.

 

 

La energía ingresa al sistema de la Tierra en forma de energía solar o radiación solar. No solemos referirnos a esta energía como luz, porque el rango de luz visible es solo una pequeña fracción de la energía que emite el sol. La irradiancia solar total es la medida de la energía solar en todas las longitudes de ondas electromagnéticas para un área en la atmósfera superior a la Tierra cuando la luz entrante es perpendicular. A partir de esta comunidad científica se desarrolló la constante solar, una medida convencional de 1366 Wm-2 (Watts por metro cuadrado). Es importante resaltar que, si bien la constante solar es relativamente estable, la cantidad de energía recibida en la superficie difiere según la latitud y es una función de la forma esferoide achatada de la Tierra. Esta forma afecta al ángulo solar, el ángulo de donde proviene la radiación solar. En áreas de mayor latitud (los polos), el ángulo solar es bajo y cada unidad de la constante solar se extiende sobre un área más grande. Incluso puedes hacer una prueba en casa con una linterna. Primero, haz que brille directamente sobre una superficie, luego inclina un poco la linterna. ¿Que ves? Recuerda que la cantidad de energía (luz) emitida por la linterna es constante.

 

Arriba: cómo los diferentes ángulos afectan la propagación de la radiación solar (linterna) [voltea el storymap]

 

En las semanas anteriores, mencionamos que el agua tiene una capacidad calorífica mucho mayor que el aire, o que la superficie de la Tierra, por lo que el océano puede absorber y retener una mayor cantidad de energía solar. Mucho más que la tierra y la atmósfera. El calor absorbido puede almacenarse y luego liberarse a la atmósfera durante un largo período de tiempo. Relacionado con esta absorción de calor está el indicador común de cambio climático: la temperatura de la superficie del mar. ¡Este indicador es sencillo, porque es una forma directa de estudiar el océano consumiendo más energía!

Teniendo en cuenta el hecho de que existe una diferencia en la energía solar recibida en función de las diferentes latitudes, podemos ver cómo cambia la temperatura de la superficie del mar con la latitud. Esto puede ayudar a explicar cómo la energía almacenada en el océano es una fuerza impulsora en la forma en que operan las corrientes oceánicas porque la energía en el océano puede almacenarse como calor, un impulsor de las corrientes del mundo.

 

El clima regional puede cambiar con la temperatura del mar, y cambia según la temperatura del mar, e incluso lo que el océano tiene reservado para nosotros en el futuro, cuando tratamos de predecir cómo reaccionarán las corrientes, tormentas y patrones climáticos en función de la temperatura del océano y, efectivamente, su "energía almacenada".

 

Arriba: Diferencia en la temperatura de la superficie del océano

 

Las variaciones climáticas regionales y la temperatura del océano están estrechamente relacionadas porque el calor y la energía absorbidos del verano se almacenan y se liberan durante el invierno. Esta interacción permite que las temperaturas de la superficie y del aire en las regiones costeras se mantengan más frescas durante el verano y más cálidas durante el invierno. Los estudios han demostrado que la superficie de la tierra se calienta aproximadamente un 50% más que la superficie del océano. Esto se debe a la diferencia en el calor específico, la cantidad de calor (o energía) requerida para aumentar la temperatura de 1 gramo de sustancia en 1 ° C, lo que hace que la sensibilidad de las temperaturas cercanas a la superficie sea mucho mayor que sobre el océano.

 

Dado que el agua es transparente, la radiación solar penetra la superficie hasta una gran profundidad antes de que se absorba por completo. Esta zona es la zona fótica y puede extenderse hasta 100 m de profundidad. La entrada de radiación solar almacena calor en el agua durante el día, luego mantiene el enfriamiento radiativo y los flujos de calor turbulentos durante la noche, lo que resulta en pequeñas variaciones diurnas en la temperatura de la superficie del océano.

 

La situación es bastante diferente en la tierra, donde la radiación solar se absorbe en la superficie y la conductividad del calor de la tierra significa que la variación diurna en el calentamiento de la superficie no penetra más de 5-10 cm a el suelo Los suelos también tienen un calor específico más bajo, lo que se suma a la mayor fluctuación de temperatura de las superficies terrestres y las temperaturas del aire cerca de la superficie en la tierra durante un ciclo de 24 horas.

 

La adición de calor le da al océano más energía y, por lo tanto, el aumento de la temperatura del océano tendrá efectos dramáticos a largo plazo en el clima de la Tierra. Como se mencionó anteriormente, el océano es extremadamente eficiente para atrapar el calor y absorbe hasta el 90% del exceso de calor de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero. Es posible que no notes que el agua se vuelve más cálida, las corrientes mantienen el agua circulando, mezclando el frío con el calor, pero la temperatura general aumenta, tiene impactos en todo tipo de vida silvestre y en la forma en que se crea el clima. Esto incluso puede afectar el viaje de Erden en términos de tormentas, vientos, olas y patrones climáticos que enfrenta al cruzar el Pacífico.

 

Uno de los impactos más obvios de las aguas más cálidas es el derretimiento del hielo marino, que causa importantes daños ecológicos en los ecosistemas polares. El calentamiento del océano también puede provocar un aumento del nivel del mar, no porque haya más agua, sino porque el agua más caliente se está expandiendo y ocupando más espacio. Es posible que ya sepas que el agua fría y el hielo se contraen. El derretimiento del hielo en la tierra (no en el océano), contribuye al aumento del nivel del mar al aumentar el volumen de agua en el océano.

 

El calentamiento del océano afectará el ciclo hidrológico, impulsando cambios como la cantidad de lluvia que recibe una región. Este impacto se puede sentir de dos maneras extremas, algunas áreas pueden recibir más lluvia, lo que genera riesgos de inundaciones, mientras que otras áreas reciben menos y provocan sequías. La frecuencia y la gravedad de los fenómenos meteorológicos extremos también cambiarán, ya que más área de la superficie del océano puede ahora satisfacer la temperatura mínima de la superficie del océano de 27 ° C que se requiere para la formación de huracanes, o "tifones", como se les llama en la región asiática. Ambos describen el mismo fenómeno meteorológico. Mientras Erden continúa hacia Hong Kong, es posible que tenga que enfrentarse a algunos de estos huracanes (tifones). Hablaremos de tifones y tormentas similares en la siguiente semana.

 

 

Otra interacción relacionada con el clima que tiene el océano es su capacidad para absorber una cantidad significativa de carbono de la atmósfera, disolviendo el dióxido de carbono en el agua. Un estudio reciente en 2020 sugiere además que aproximadamente el 25% de las emisiones de dióxido de carbono de fuentes antropogénicas (humanas) cada año son absorbidas por el océano. Cuanto mayor es la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, más se disuelve en el agua superficial. De las observaciones realizadas desde la era industrial, la acumulación de carbono en el océano ha ralentizado la acumulación de carbono en la atmósfera, reduciendo la velocidad del calentamiento. Es decir, el océano nos ha estado salvando de un mundo que cambia rápidamente, sabiendo que el CO2 tiene un impacto a largo plazo en nuestro clima.

 

Esta absorción puede sonar bien, y que el océano nos está "salvando" o protegiendo, pero no es del todo bueno, porque verás en una sección futura, el aumento de dióxido de carbono en el océano altera la química del agua de mar, provocando una amplia gama de impactos negativos. El calentamiento del océano también disminuye la capacidad del agua de mar para retener carbono, lo que significa que permanecerá en la atmósfera por más tiempo y no será absorbido por el océano al mismo ritmo que lo ha sido. Esta menor tasa de absorción aumenta aún más el "efecto invernadero mejorado". ¡Vuelve a la próxima semana para leer sobre esto!

 


 

Semana 17: Nubes

 

Cuando hablamos de cambio climático y gases de efecto invernadero, inmediatamente pensamos en gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono o el metano, y es fácil olvidarnos del vapor de agua y su inmensa contribución a mantener el planeta habitable. El vapor de agua también es especial entre los gases de efecto invernadero porque es el único que se ha mantenido relativamente constante durante los últimos 200 años, y esta es otra razón por la que a menudo se pasa por alto. “Consistente”, en este caso, significa que el almacenamiento de vapor de agua en la atmósfera no ha fluctuado mucho en comparación con los cambios observados en otros gases de efecto invernadero. Sin embargo, debido a las complejas interacciones que las nubes tienen con nuestro clima, las interacciones de las nubes siguen siendo una de las variables de las que tenemos menos certeza cuando se trata de modelar el clima.

 

El vapor de agua es la forma gaseosa del agua, siendo las formas sólida y líquida hielo y agua respectivamente. Para que el agua cambie de estado (por ejemplo, a hielo o vapor), es necesario que haya un intercambio de energía o calor. Para que el agua líquida se convierta en vapor de agua, es necesario agregar energía (calor) y el líquido se evapora en vapor de agua. El proceso inverso es la condensación, donde se libera energía. Estos intercambios de calor son la base de cómo se forman las nubes.

 

Sin embargo, antes de hablar de las nubes, ¿son el vapor y el vapor de agua lo mismo? Ambas son formas gaseosas de agua, ¿verdad? Esto es correcto por un tecnicismo, ya que el vapor de agua es un término que describe la forma gaseosa del H2O. La sutil diferencia entre los dos es cómo se forma el estado gaseoso. Con respecto al vapor, éste se produce cuando el agua alcanza su punto de ebullición, 100 ° C o más. El vapor también es visible a nuestros ojos. El otro tipo de vapor de agua se crea a partir de la evaporación, que está relacionada con la volatilidad del agua, puede ocurrir a cualquier temperatura e invisible a nuestros ojos. El hielo sólido también puede transformarse en vapor de agua, mediante el proceso de sublimación, la conversión entre la fase sólida y la gaseosa sin la etapa intermedia líquida. Otros productos químicos pueden evaporarse y formar vapor también y mira este lapso de tiempo de agua y acetona (más volátil que el agua) para ver cómo la volatilidad afecta la evaporación.

 

Lapso de tiempo de evaporación de agua y acetona

 

En resumen: todo el vapor es vapor de agua, pero no todo el vapor de agua es vapor

 

Las nubes se forman cuando el aire alcanza un punto de saturación, un umbral que describe cuándo el aire contiene tanto vapor de agua como puede contener. El punto de saturación se puede alcanzar de dos formas. La primera es la acumulación de vapor de agua hasta que alcanza el volumen máximo de agua que puede contener el aire. El segundo depende de la temperatura, donde el punto de saturación se alcanza reduciendo la temperatura del aire lleno de humedad, lo que a su vez reduce la cantidad de humedad que puede contener la bolsa de aire. Cuando se alcanza el punto de saturación, el vapor de agua se convierte en gotas de agua visibles en forma de nubes y niebla cuando está cerca de la superficie.

 

La atmósfera está llena de diminutas partículas de polvo, hollín, microorganismos y muchas otras partículas pequeñas en el aire. Vienen de diversas fuentes, tanto naturales como antropogénicas. Las cenizas de los volcanes, el humo de los incendios forestales, la sal del agua del mar, los granos de arena y el polvo que levanta el viento son todos ejemplos de aerosoles naturales. Las fuentes antropogénicas pueden incluir humo y partículas de la quema de combustibles fósiles. Las fibras plásticas también se han observado como aerosoles, y los científicos están descubriendo que mucho de esto proviene de los neumáticos de los automóviles cuando se desgastan por las carreteras en mal estado y la fricción diaria con el asfalto. El rango de tamaño de las partículas de aerosol puede variar de nanómetros a milímetros y pueden ser tanto partículas sólidas como gotas líquidas.

 

Arriba: "Huellas de barcos", nubes en formaciones de líneas distintas que siguen a los aerosoles liberados por los barcos.

 

Los aerosoles pueden tener múltiples funciones en la atmósfera, que incluyen la reflexión de la luz, la dispersión de la radiación solar y las superficies de formación donde el vapor de agua puede condensarse en gotas de agua, ayudando al proceso de formación de nubes. Las nubes con mayor contenido de aerosoles a menudo tienen más gotas pequeñas que en las nubes prístinas. Las gotas de agua más pequeñas significan que hay una superficie más grande disponible para reflejar la luz, lo que hace que las nubes densas en aerosol parezcan más brillantes que las nubes con gotas más grandes.

 

Las nubes se presentan en tres formas básicas, cúmulos (hinchados), estratos (en capas) y cirros (tenues). Aparte de la forma, la altitud es otra forma de identificar las nubes. Las nubes por debajo de 2 km se consideran bajas, las nubes de 2 a 6 km son de nivel medio y las nubes por encima de 6 km son altas. Y finalmente para las descripciones están los prefijos "nimbo-" y el sufijo "-nimbus" que diferencian las nubes de las que cae la precipitación.

 

Arriba: diferentes tipos de nubes (forma, altitud, precipitación)

 

Una de las razones por las que las interacciones de las nubes son tan difíciles de predecir cuando se trata de modelos climáticos es porque los diferentes tipos de nubes juegan un papel diferente en la regulación del clima. Las nubes cirros en altitudes elevadas tienden a atrapar la radiación infrarroja de la Tierra, al igual que los otros gases de efecto invernadero. Por otro lado, las nubes de menor altitud tienden a sombrear la superficie y reflejan la radiación solar de regreso al espacio. Entonces, de alguna manera, las nubes tienen el potencial de calentar y enfriar la superficie. Además de esto, los aumentos en la temperatura de la superficie también pueden afectar el ciclo hidrológico, cambiando los flujos de movimiento del agua entre la superficie y la atmósfera. Los modelos actuales sugieren una intensificación del ciclo hidrológico, donde el agua se mueve más rápido a través del ciclo, cambiando los regímenes regionales de precipitación. Sin embargo, aún se desconoce si esta intensificación afectará la cobertura total de nubes en el futuro.

 

La capa de nubes también es excepcionalmente grande, y en un momento dado se estima que aproximadamente el 60% de la superficie del planeta está cubierta por nubes. Esto no es malo para Erden, ya que es mucho mejor remar a la sombra que bajo la luz solar directa todo el tiempo. Erden está ahora a casi 700 millas en el segundo tramo de Remero en dirección Oeste, progresando más de lo esperado porque los vientos están a su favor. Escribe en su blog que en algunos días ha registrado 60 millas (su promedio es de 30 a 35 millas por día). Con los vientos a favor de Erden, es apropiado que discutamos qué y cómo se crean los vientos la próxima semana. También escucharemos más de Erden en los próximos días, ya que planeamos organizar otra sesión en el aula en vivo con Explorando por el asiento de tus pantalones.

 

Arriba: Erden en su asiento de remo

 


 

Semana 18: Viento

 

No podemos subestimar lo importante que es el viento al crear desafíos como hacer el Remo en dirección Oeste. De hecho, deberíamos decir que todos los cruces oceánicos dependen del viento, o de la capacidad de sobrevivir dentro de él, porque la dirección, la fuerza y ​​la velocidad del viento influyen en el éxito de los viajes por el océano. Erden está intentando un enorme cruce oceánico impulsado por fuerza humana, a través de todo el Océano Pacífico, como saben, pero solo porque no puede montar una vela para aprovechar el viento como otros barcos, el viento lo empuja, y eso es un factor importante en su curso y planificación de expediciones. ¡Pero no todo el viento es bueno!

 

Erden aprendió esto de primera mano, ya que justo cuando partió de California, los fuertes vientos en tierra empujaron a Erden mucho más al sur de lo esperado, de hecho, ¡casi a México! Esto agregó casi dos semanas a su anticipada llegada a Hawái. Luego, justo antes de su llegada a Hawai, ¡tuvo que maniobrar alrededor de un huracán! Parece que solo recientemente los vientos están a favor de Erden, y la diferencia entre tener el viento a favor o en contra puede ser enorme, y también puede ser una cuestión de vida o muerte.

 

El viento es esencialmente una bolsa de aire que se mueve horizontalmente y, al igual que el océano, también transporta y hace circular energía, calor y cualquier otra partícula en el aire que se encuentre en la atmósfera. La forma en que las diferentes bolsas de aire se mueven en la atmósfera también tiene similitudes con el océano, porque el movimiento del viento también está relacionado con la temperatura. En el Ecuador, el sol calienta la superficie (tierra y océano) más que en los polos. Esta distribución desigual de calor y energía hace que el aire caliente en el ecuador se eleve y se mueva hacia los dos polos, formando un sistema de baja presión. A medida que el aire cálido hace esto, el aire más frío y denso se mueve sobre la superficie de la Tierra hacia el ecuador, reemplazando el aire caliente que se mueve hacia los polos. Esto crea un sistema de alta presión. La diferencia de presión atmosférica genera vientos, que generalmente soplan desde un punto de alta presión a un punto de baja presión. Estos vientos pueden variar desde una brisa ligera hasta ser un peligro como el huracán que Erden enfrentó en agosto.

 

 

En tierra, el viento es una variable importante para el tiempo diario, la previsión meteorológica y el modelado climático. Cuando el viento transporta la humedad y el calor a la atmósfera, pueden ocurrir diferentes condiciones climáticas cuando el viento cambia de dirección o cuando los bordes o frentes de las regiones cálidas y frías del aire se encuentran. Cuando se dan las condiciones adecuadas, pueden formarse fuertes tormentas, tormentas eléctricas y otras turbulencias atmosféricas. La información sobre el viento y su dirección siempre está disponible en su pronóstico del tiempo local y en línea, y recomendamos encarecidamente a cualquier persona que use el océano para deportes, recreación, viajes u otra exposición al mar que siempre esté al tanto de las predicciones del viento, ya que el viento también crea olas, y eso puede ser otro peligro, o algo que ayude, un viaje de un punto a otro.

 

Otro resultado interesante de los movimientos del viento es una tromba marina, que Erden puede encontrar en algún momento, ya que son las más comunes en las partes subtropicales y tropicales del océano, que se encuentra dentro del rango de Westbound Row.

 

El primer tipo de tromba marina es "no tornádica", lo que significa que no es dañino excepto dentro de la pequeña mancha de viento intenso. Esto hace que el viento recoja el agua, rociándola alrededor del lugar, lo que ocasionalmente se acompaña de una nube de condensación que gira y se extiende desde la base de la nube, o embudo, que se forma, que puede o no llegar a la superficie del agua. El segundo tipo de tromba marina es el tornádico, que puede ser dañino para los barcos porque es esencialmente un tornado sobre el agua y puede absorber agua de la superficie. Se forman exactamente de la misma manera que los tornados en tierra y son raros.

 

Video de la tromba marina:

 

La energía eólica es una forma de energía muy útil y ha sido aprovechada por los humanos durante mucho tiempo, como los molinos de viento que se utilizan para moler granos, bombear agua y electricidad en las turbinas eólicas más modernas. Los cruces oceánicos y la navegación a vela son otros usos de la energía eólica con una larga historia desde que los humanos han estado en el planeta. Erden también aprovecha la energía eólica haciendo uso de los vientos que lo empujan en la dirección correcta. Encontrar el viento (o evitarlo) y estar en el lugar adecuado, con la capacidad de anticipar dónde el “viento útil” trabajará a su favor, es una parte importante de su navegación. Esto le permite llegar a sus próximas metas de ubicación (en el océano, principalmente en base a puntos GPS en un mapa), al mismo tiempo que puede llevar a cabo más trabajo de ciencia ciudadana mientras se mueve por la superficie del océano, en su camino a Hong Kong.

 

Uno de los recientes proyectos de ciencia ciudadana de Erden fue reunirse con el satélite Sentinel-1 SAR, lo que hizo el 25 de octubre. Podría preguntar cómo puede encontrarse con un satélite cuando está remando a través del océano, pero un satélite de radar de apertura sintética (SAR) es uno que se utiliza para la detección remota. El satélite envía rayos de microondas inofensivos hacia la superficie de la Tierra y forma una imagen de la superficie al capturar la "retrodispersión" de microondas (imágenes creadas a partir del reflejo de las microondas en la superficie del mar). Existen muchas aplicaciones comerciales y científicas para los datos satelitales SAR, y la investigación y el desarrollo trabajan constantemente para mejorar la calidad y resolución de los datos.

 

Vídeo de Sentinel 1 SAR

 

La contribución de Erden, y su "cita", fue encontrar el lugar donde estaba mirando el satélite y demostrar que el lugar era correcto, según su ubicación y lo que el satélite pensaba que estaba mirando. Esto se denomina "verificación en tierra" en la industria, donde las personas en tierra confirman lo que han visto los reflejos de microondas del satélite (retrodispersión). Los satélites Sentinel-1 SAR capturan datos que tienen un tamaño de 20 km x 20 km, y Erden estaba dentro de esa zona, describiendo y capturando imágenes de las condiciones reales del océano alrededor de su bote de remos para que los investigadores de la Universidad de Hawai puedan comparar las condiciones del agua con lo que creen que vieron en las imágenes de satélite. Para Erden, conseguir este objetivo, que es comparable al objetivo del "tamaño de una aguja" en el medio del océano, fue el primer desafío. El segundo desafío fue llegar al punto en el momento adecuado. Encontró este lugar diminuto y exacto, utilizando los datos del viento y la corriente, junto con el análisis de Jason Christensen, quien es un amigo y planificador de rutas experimentado para regatas oceánicas y otras embarcaciones. También usó algunas matemáticas simples desde su bote de remos, y luego pudo estar a solo 1,7 km del centro de la imagen de satélite, que está cerca de una diana, dadas las circunstancias con el viento y la corriente. Esto marca otra de las colaboraciones únicas que Erden tuvo con los científicos y su investigación, lo que justifica aún más el estatus de Expedición a la Bandera del Explorers Club para Westbound Row. Erden se encuentra ahora a unas 800 millas náuticas (1482 km) al oeste de Hawai, y alrededor de 2400 millas náuticas (4445 km) para llegar a las Marianas del Norte, a las que planea llegar a principios de enero de 2022.

 


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Semana 19 : Navegando las corrientes oceánicas

 

La semana pasada hablamos sobre cómo el viento puede ayudar a Erden en su remo en dirección oeste empujándolo a través del Pacífico hacia Hong Kong. El viento también le permite dedicar parte de su tiempo a contribuir a las ciencias siendo un ciudadano científico que recopila datos para científicos que investigan temas como la teledetección, los vientos, el modelado de corrientes oceánicas y la biología de la conservación. Sin embargo, no mencionamos otro factor abiótico que influye en la fila de Erden: las corrientes oceánicas.

 

Mientras los vientos empujan su bote de remos por encima del agua, la fuerza de las corrientes oceánicas se produce por debajo de la línea de flotación. Las corrientes llevan el bote de remos desde abajo en la dirección en que fluye el agua. del agua en movimiento. Al igual que el viento, las corrientes oceánicas pueden hacer o romper el cruce oceánico de Erden, y sin la entrada de energía humana de Erden, el destino del bote de remos será el mismo que el de los plásticos oceánicos, terminando atrapado dentro de los giros oceánicos o flotando sin fin alrededor del mundo en el Oceano.

 

El remo en dirección oeste es una primicia histórica, remando de este a oeste desde América del Norte hasta Asia, logrando la primera fila de continente a continente sobre el Ecuador. La ruta más común utilizada en los cruces del Océano Pacífico es la ruta Este-Oeste, como América del Norte y Perú o Chile, a Papúa Nueva Guinea y Australia del Norte. Erden también hizo una travesía similar del Océano Pacífico en 2007 (California, EE. UU. - Papúa Nueva Guinea), durante su primera circunnavegación del planeta impulsada por humanos. Que fue también la primera mitad de su proyecto Around-N-Over. Sin embargo, dado que todos los cruces anteriores del Pacífico por remo oceánico comienzan o terminan en el hemisferio sur, Erden escribirá otra página en los libros de historia cuando llegue a Hong Kong a principios del próximo año.

 

Pero, ¿por qué nadie ha intentado este desafío de cruzar el Pacífico al norte del Ecuador en el pasado? Una de las razones es que solo un puñado de remeros y aventureros se han atrevido a cruzar el Pacífico remando debido al tiempo necesario, y la falta de tierra e islas en el camino en caso de emergencias, y debido a las corrientes oceánicas. Como se menciona en las publicaciones del blog de Erden, nuestro contenido educativo aquí, y en las sesiones de aula en vivo con Explorando por el Asiento de tus Pantalones, la fila de Erden tiene lugar generalmente en la periferia del sistema de giros del Océano Pacífico Norte y se encuentra con las tres principales corrientes oceánicas del Pacífico. La primera es la Corriente de California, la segunda es la Corriente Ecuatorial del Norte donde está Erden ahora, y la tercera es la Corriente de Kuroshio. El uso de estas aguas que se mueven más rápido en la periferia del sistema de giro puede impulsar a Erden a través del océano más rápido y, por lo tanto, reducir la cantidad de horas que Erden necesita pasar en el asiento de remo como beneficio adicional. Si Erden hubiera optado por cortar directamente a través del centro del giro, es probable que la travesía del Pacífico durara mucho más debido al agua quieta en el centro del giro. También tendría que luchar contra las corrientes que se mueven en la dirección incorrecta (norte y este) después de pasar el centro del giro. Este no sería un escenario ideal.

 

Arriba: Zona de convergencia subtropical del Pacífico norte y corrientes del Océano Pacífico norte

 

La primera de las corrientes predominantes que Erden encontró en Remo en dirección oeste es la corriente de California, que es una corriente de agua fría que se mueve en el sentido de las agujas del reloj y que se desplaza hacia el sur a lo largo de la costa occidental de América del Norte entre las latitudes 48 ° N y 23 ° N. Con el tiempo, las brisas de alta mar empujan el agua de la superficie del océano lejos de la costa. Como resultado, el agua más fría y rica en nutrientes sube para ocupar su lugar, un proceso llamado surgencia. La combinación de agua fría y abundantes nutrientes de la surgencia promueve el crecimiento y la productividad de los productores primarios. Los productores primarios forman el nivel trófico más bajo o la base de la red alimentaria acuática. Sintetizan su propia energía, y muchos utilizan la energía del sol para producir carbohidratos. Los nutrientes extraídos de la surgencia se convierten posteriormente en el centro de redes tróficas de importancia crítica que incluyen pesquerías altamente productivas, mamíferos marinos y aves marinas. La velocidad en la superficie de la corriente de California suele ser inferior a 0,9 km por hora. Cuando Erden estaba usando la corriente de California en junio-julio de 2021, también enfrentó fuertes vientos del Noroeste que forzaron su rumbo hacia el sur y causaron retrasos en su llegada a Hawái.

 

Arriba: imágenes de sensores remotos infrarrojos

 

La corriente ecuatorial del norte (NCE) es la corriente impulsada por el viento hacia el oeste que se encuentra principalmente cerca del ecuador. Existe una corriente ecuatorial norte similar y equivalente en la Cuenca del Océano Atlántico, pero para el resto de la sección cuando usamos NCE nos referimos a la del Pacífico. El NCE se encuentra generalmente dentro de la banda de latitud 5 ° N - 20 ° N (con algunos cambios estacionales). Al ser una corriente impulsada por el viento, el movimiento hacia el oeste de la NCE es impulsado por el cinturón de vientos alisios del noreste. Debido a que el movimiento se inicia sobre la superficie, la profundidad del NCE solo se extiende hasta unos 400 m. Si miras el rastreador de Erden, puedes notar lo recto que va debido a la combinación de los vientos alisios del NCE y del noreste.

 

En el extremo más occidental de la corriente ecuatorial del norte, la corriente ecuatorial se divide en dos corrientes separadas cerca de la costa este de Luzón, Filipinas. La primera es la corriente de Mindanao, que fluye hacia el sur. La segunda, y más significativa, es la Corriente de Kuroshio que fluye hacia el norte y actúa como la corriente límite occidental en el Pacífico Norte. La corriente de Kuroshio es rápida, a veces alcanza velocidades de 2 metros por segundo (7,2 km por hora). La corriente de Kuroshio juega un papel vital en la circulación del Océano Pacífico Norte, transportando grandes cantidades de calor y afectando el clima en las masas de tierra adyacentes. Por ejemplo, la temperatura del agua en alta mar influye mucho en la formación de nubes, la cobertura de nubes y las precipitaciones.

 

El mayor desafío para Erden cuando se enfrenta a las corrientes probablemente será cuando necesite cruzar la corriente de Kuroshio y mantener el rumbo hacia el oeste hacia el estrecho de Luzón mientras lucha contra la corriente que se mueve rápidamente hacia el norte. Es uno de los momentos que pondrá a prueba a Erden y todo el entrenamiento que ha realizado desde su lanzamiento original desde California en junio de 2021. Afortunadamente, todavía le quedan unos meses antes de llegar a esta parte de Westbound Row. Aquí es donde el conocimiento y la investigación del equipo de soporte de Erden serán de vital importancia. Algunos de los miembros del equipo de Erden que lo guían a través del Pacífico son algunos de los principales científicos de flujo de corriente del mundo, como Nikolai Maximenko y Jan Hafner de la Universidad de Hawai.

 

 

El viento y la corriente no solo son una fuerza física de la naturaleza, sino que también juegan un papel vital en la bioquímica oceánica y la estructura biótica de los ecosistemas oceánicos. La complejidad de modelar tales fuerzas y aplicarlas a los cruces oceánicos requiere una colaboración constante entre Erden, los modeladores y científicos de corrientes oceánicas y los expertos en navegación oceánica. En las próximas semanas, invitaremos a varios invitados especiales y expertos en estos campos a unirse a nosotros, Erden y las aulas a través de las sesiones de aula en vivo con Explorando por el Asiento de tus Pantalones. Discutiremos las complejidades de la investigación multidisciplinaria y las ciencias aplicadas, con el fin de conectar los puntos entre las ciencias y el remo oceánico. Enviaremos información sobre estos en la página de Facebook de Westbound Rower, así que quédate pendiente a estos y asegúrate de que tu o tu salón de clases tengan un lugar en estos eventos. Mientras tanto, sigue el Instagram y el blog de Erden, ¡publica regularmente imágenes y encuentros interesantes que tiene mientras está en el mar!

 

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