Movimientos marítimos
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enl mar s pued distinguir 2 catgorías d movimientos:
las ondas :
k sn oscilacions priódicas constituidas x 1a srie rgular d crstas y dprsions.
las corrients :
k consistn enl flujo d agua en 1a dircción dada.
6.2.1l olaj y sus caractrísticas. < 621. tml>6.2.2 ls olas en la costa. < 622. tml>6.2.3 corrients inducidas xl olaj. < 623. tml>6.2.4 ls marjadas o bravzas < 624. tml>6.2.1l olaj y sus caractrísticas.
el viento s rsponsabl d la gnración dl olaj k s dsplaza sobr la suprficie dl agua y k juega 1 rol muy imxtant en la modificación d la lína costra. si obsrvamosl mar durant 1a tormnta, su suprficie parc star en 1 stado d confusión y s difícil aprciar k entrl dsordn s posibl dtctar ls difrnts trns d olas k ayí s gnran.
las olas sn movimientos ondulatorios, oscilacions priódicas d la suprficie dl mar, formadas x crstas y dprsions k s dsplazan orizontalmnt.
xal studio d ls olas, éstas s dividn en: olas d agua profunda, k no stán influenciadas xl fondo, s muevn indpndientmnt d él y; olas costras en k x disminución d la profundidad dl agua, su forma y movimiento stán afcta2 xl fondo.
las olas s caractrizan x su: longitud d onda, príodo, pndient, altura, amplitud y vlocidad d propagación, variabls físicas y gométricas k s dfinn a continuación:
longitud d onda ( l ): s la distancia orizontal entr 2 crstas o 2 dprsions sucsivas.
príodo (t): sl tiempo, contado en sgun2, entrl paso d 2 crstas sucsivas x 1 mismo punto.
altura ( ): distancia entr la crsta d la ola yl nivl mdio dl mar.
pndient: rlación entr la altura y la longitud d onda ( / l ).
amplitud (a): distancia entr la crsta yl vaye d la ola.
vlocidad d propagación: v= l /príodo
amplitud d la onda: distancia vrtical entrl nivl d aguas trankilas y 1a crsta d ola.
cm ls olas sn muy variabls xa analizarlas y dscribirlas s usan méto2 stadísticos. así, xa la altura, normalmnt s rfier a la altura significativa, sto sl promdio d 1/3 d ls olas + altas obsrvadas en 1a srie en 1 príodo d tiempo dtrminado. enl océano atlántico la altura significativa d ls olas s d 2 mtros.
en xil, x ejmplo en constitución enl príodo d otoño-invierno, la altura significativa d ls olas varía d 0.9 a 1.5 mtros; en primavra-vrano s entr 0.8 y 2.2 mtros. enl mismo lugar, con olaj d tormnta s obsrvan alturas entr 4 y 5 mtros.
d acuerdo a ls rgistros en la costa d xil s obsrva lo siguient:
frcuencia d obsrvaciónaltura
asta 28% 0.5 - 1.0 mtro
60% 1.0 - 2.5 mtro
10% 2.5 - 4.0 mtros
1-2% + d 4 mtros.
con rlación al príodo (exprsado en sgun2),l promdio gnral rgistrado en ls costas xilnas varía d 8 a 14 sgun2, 1 10% dl olaj rgistra príodo d asta 16 sgun2 y excpcionalmnt, d 18 a 20 sgun2.
olas en agua profunda (ola tipo “sa”): producn 1 movimiento + o - rgular en la suprficie dl océano, dnominado olaj, enl cual la altura d la ola s rlativamnt débil en rlación conl largo d la onda.l olaj s propaga enl océano x lo gnral muy ljos dl lugar dond s origina, yegando finalmnt a ls costas d continnts o islas; aquí la ola s transforma, ya sa x efctol roc conl fondo o alguna pnínsula o extrmo d 1a obra artificial k s intrna enl mar (x ejmplo, 1 molo o 1 mueye). sta s la ola tipo “swey”.
ola tórica: 1 exo d obsrvación común s k ls objtos k flotan en la suprficie dl mar simplmnt subn y bajan cuando la ola pasa xyos. sto ocurr xk ls partículas d agua rspondn al paso d la onda y s muevn en órbitas circulars cuyo diámtro disminuye con la profundidad.
ola tórica
sto supon k:
las partículas d la suprficie dl mar dscribn círculs cuyo radio dpnd d la profundidad.
el diámtro d ls trayectorias disminuye con la profundidad y s prácticamnt nulo en profundidad.
el prfil dl olaj corrspond a 1 trocoid, k s la curva dscrita x 1 punto d 1 disco k rueda sobr 1a rcta.
la ola en agua profunda corrspond a 1a onda d suprficie. al yegar a la costa s transforma en ola costra.
ola d oscilación
a 1a profundidad igual a la mitad d la longitud d onda,l diámtro d ls órbitas d ls partículas d agua s 1/25 vcs dl diámtro d la suprficie y xa propósitos prácticos, s considra st nivl cm la máxima profundidad dl movimiento dl olaj.
en aguas + profundas k la mitad d la longitud d onda, ls partículas orbitants no entran en contacto conl fondo ocánico, mientras k a profundidads mnors k la mitad d la longitud d onda, ls órbitas sn axatadas x la rsistncia dbida a la fricción, pierdn enrgía y s dic k la ola "sientl fondo". s rconoc sta profundidad cml máximo nivl en k ls olas puedn movr partículas d ls sdimntos marinos.
olas rals: ls olas rals s aljan bastant d ls olas tóricas, en ls áras dond soplal viento k ls gnra. en ls áras d gnración dl olaj ay 1a agitación aparntmnt anárkica d la suprficie. con vientos sobr 9º d la scala d baufort s obsrvan montañas dsordnadas d agua d alturas muy variabls, sobr stas grands olas s forman otras + pkñas. así, la structura suprficial dl océano sl rsultado d la suprposición d varios trns d olas k s intrfiern rsultando dprsions y cumbrs. la intrfrncia pued dar anulación o 1 rforzamiento.
si la vlocidad dl viento s mayor a 5 m/sg, la altura d la ola crc + rápido k la longitud d onda, la pndient aumnta y si sobrpasal límit, ls olas rvientan indpndientmnt d toda influencia dl fondo gnrán2e cabritos o cordritos (olas forzadas).
las áras d gnración posen spctros d olas muy variadas, d difrnt longitud d onda. cm la vlocidad aumnta con la longitud d onda, ls olas k saln d sta zona d gnración no progrsan a la misma vlocidad. a mdida kl olaj sal d sta ára s va clasificando, simplificando, tomandol aspcto d ondulacions xallas y disminuyendo la pndient.
si sguimos ls olas dsd kl viento ls produc enl mar, viajan mils d kilómtros y rompn finalmnt contra la costa.
el dsarroyo d ls olas s atribuye a 3 factors principals:
la vlocidad mdia dl viento.
la duración dl tiempo en k actúa.
la distancia sobr la k a soplado (ftx).
vlocidad dl viento (km/ r)duración mínima
( r)ftx
(km)altura mdia
(m)
18 2.4 18 0.3
28 6.0 63 0.8
37 10 140 1.5
46 16 300 2.7
¯
92 69 2600 15
principals áras d gnración dl olaj:
sn akyas dond soplan ls vientos dl ost en ls zonas tmpladas d ls 2 emisfrios. ls tormntas dan orign a olas dl nw y sw, a partir d ls 40º d latitud.
fuera d stas rgions ay sólo 1 ára imxtant en la gnración d olas:l mar d arabia, en ls mss d junio, julio y agosto, durantl monzón d vrano k s muy violnto.
ls vientos alisios rara vz gnran grands olas. ls ciclons tropicals gnran olas enorms pro en forma muy irrgular. así, la mayor part d ls olas obsrvadas en ls rgions intrtropicals sn originarias d ls rgions d latituds +lvadas y sn propagadas librmnt sobr mils d kilómtros.
las rgions k tienn alta frcuencia d ocurrncia d vientos fuerts sn en conscuencia, ls rgions principals d gnración d olas y corrspondn a ls zonas d actividad frontal en ls + altas latituds d ambos emisfrios.l cinturón d tormntas dl sur sl ára gnradora d olas + clara y dfinida dl mundo xk ayí s rgistran gran cantidad d vientos fuerts (8-9º d la scala d baufort), sn rlativamnt prsistnts cuanto a ubicación y soplan sobr largas distancias enl mar.
con rlación al tipo d olas s distinguen ls siguients ambients d olaj:
ambients d ola d tormnta: k ocurrn en ls altas latituds dond soplan vientos fuert frcuents crando olas altas y d fuert pndient. la dircción dominant d ls vientos en stos cinturons tmpla2 s ost. la costa ost d patagonia s probablmnt la + atacada x ls olas d tormnta durant todol año y contrasta con la costa st dondl atak s mnor.
las costas en stos lugars posen acantila2 rocosos y platafor+ d abrasión. stas costas rocosas tienn imxtancia ecológica y umana xk proven ábitats adcua2 xa algunas algas k stán siendo explotadas y xa algunas spcis d fauna.
ambient d olas d costas ost: olas largas y bajas k s an gnrado en ls cinturons d tormnta y k postriormnt an disminuído su enrgía al aljars d sus áras d formación. su nivl enrgía s mayor en ls latituds + altas y modrado en ls trópicos. sn costas rlativamntr omogénas dl punto d vista dl olaj, excptuando part d ls costas d méxico k puedn star afctadas x ciclons tropicals; o ls costas d la india en kl olaj pued sr rforzado x olas gnradas xl monzón stacional.l olaj dl sw ocurr a lo largo d la costa ost d américa dsd california a xil; costa ost d africa.
ambient d costas st: nivls d enrgía bajos a modra2, con la excpción d sctors d costas tropicals afcta2 x ciclons.
ambients protgi2: s trata d costas en ls kl olaj ocánico no pntra xk s encuentran protgidas x cubiertas d ielo o xk s encuentran localizadas fuera d ls cinturons d tormnta. gnralmnt sn ambients d olas d baja enrgía ls costas polars y ls mars crra2 dond ay poco ftx k rstringl dsarroyo d la ola.
6.2.2 ls olas en la costa.
cuando la profundidad s infrior a la mitad d la longitud d onda, la ola empieza a sr influenciada xl fondo k la ac sufrir dformacions, k sn indpndients d la dircción d propagación y ocurr la rompient
<6f01. tml>la figura mustra k enl procso d rfracción, ls ortogonals dibujadas prpndicularmnt a ls línas d crstas d ls olas, tiendn a convrgr en algunas áras y a divrgir en otras, sgún sa la topografía submarina. en aguas profundas ls ortogonals d la ola stán sxadas x distancias iguals sxando sgmntos d igual enrgía. en ls proximidads d 1a salient, la enrgía s acr100ta en ls sgmntos k s axican. al entrar en 1a ba ía ls ortogonals s aljan 1as d otras, ls sgmntos s agrandan, ay disipación d la enrgía d la ola. d sta manra la enrgía d la ola s disipa en ls ba ías y s concntra en ls salients; la topografía irrgular dl fondo marino rfractal olaj d manra complja y s producn variacions d la enrgía y d la altura d la ola.
6.2.3 corrients inducidas xl olaj.
el olaj en la costa también gnra corrients k influyen considrablmnt enl movimiento d ls matrials sdimntarios a lo largo dl litoral y s 1a causa fundamntal d la erosión o progradación d la costa.
la corrient d driva litoral: s produc cuando ls olas yegan oblicuas a 1a costa rctilína, gnralmnt en ángulo infrior a 10º (el ángulo nunca pued sr mayor dbido a la rfracción), sto da nacimiento a 1a corrient xalla al litoral, entr la zona d rompient y la oriya. la vlocidad d la driva s mínima fuera d la zona d rompient, lo k dmustra claramnt k s inducida xl olaj y no pued sr atribuida a corrients ocánicas o corrients d mara.
en sta figura s obsrva k ls sdimntos dscribn trayectorias en zig-zag; al rvntar la olal flujo s oblicuo, prol rflujo ds100d prpndicular a la oriya x la lína d mayor pndient. 1 d ls rasgos gomorfológicos d st transxt sn ls barras en la dsmbocadura d ls ríos o la formación d flxas 1idas a 1a punta rocosa.
la vlocidad d la driva dpnd d: la altura d la rompient,l príodo y ángulo d incidncia d ls olas, la pndient y rugosidad d la playa.
Las corrientes perpendiculares a la costa (rip-current o corrientes de retorno), consisten en que el agua que ha sido llevada hacia la playa por la rompiente se devuelve como una corriente de retorno muy localizada, desgarrando la zona de rompiente en sectores de hasta 30 metros de ancho, y que se dispersa más allá de la rompiente. Ocurren frecuentemente en lugares de encuentro de dos derivas litorales que se devuelven hacia el mar por una corriente perpendicular. Dichas corrientes son angostas (15-30 metros), perpendiculares a la orilla y comprometen la columna de agua; su velocidad es uno a dos nudos (8 km/hora) y se caracterizan por sus aguas turbulentas cargadas en materiales finos en suspensión, siendo muy peligrosas para los bañistas
Velocidad de Rip Currents en m/sVelocidad de Rip Currents en m/s.
Cerca de la playa Medio Después de la rompiente
Con viento de 4 a 6 m/s.
Superficie 0.1 0.1 0.0
1 m de profundidad 0.3 0.3 0.2
Cerca del fondo 0.8 0.6 0.4
Con viento de 20 a 24 m/s.
Superficie 5.5 3.0 2.2
2 m de profundidad 7.2 5.8 3.6
Cerca del fondo 10.8 8.6 5.9
El sistema de circulación costera produce un intercambio contínuo de agua entre la zona de rompiente y la de aguas libres, actuando como un mecanismo de distribución de nutrientes y de dispersión para el escurrimiento terrestre.
6.2.4 Las marejadas o bravezas.
Se trata de olas excepcionales generadas por tempestades. Son olas altas que ocurren en momentos en que por un período de varias horas el mar alcanza un nivel más alto que el de costumbre debido a las condiciones tiempo de una tormenta. Los principales factores condicionantes son:
La presión atmosférica baja debido a la perturbación atmosférica; la columna de aire pesa menos y cuando la presión atmosférica desciende 1 milibar (1 hectopascal), el nivel del mar sube aproximadamente un centímetro.
Los vientos que soplan en dirección de la costa tienden a acumular agua en el borde litoral. Por ejemplo, un viento de 80 km/hr soplando durante doce horas puede producir una elevación de hasta un metro en el nivel del mar.
Amplitud fuerte de la marea (exageración del nivel del mar).
Como resultado de lo anterior, el nivel del mar puede estar varios metros encima de su nivel habitual. Los casos extremos se dan en sitios en los cuales suelen producirse tifones (con valores de presión bajo 900 mb [hectopascales]), como ocurre en las latitudes tropicales, mar Caribe, Africa oriental; que sufren inundación en sus costas.
En el litoral de Chile, este tipo de olas de 4 a 6 metros de altura, recibe el nombre de bravezas o marejadas. Ejemplos de tres bravezas excepcionales ocurridas en Chile: 2-4 Junio de 1924; 9 Agosto de 1929; 25 Julio de 1968; las tres fueron importantes por su duración y por la elevación del nivel del mar, generándose grandes olas que provocaron fenómenos de inundación y desplazamiento de enormes bloques graníticos de los acantilados costeros. Según los registros, este tipo de fenómeno excepcional ocurre con frecuencia de 3 a 4 en un siglo provocando riesgo de inundación para los asentamientos humanos, además de los efectos geomorfológicos descritos que hacen evolucionar las costas.
En el mar chileno ocurren procesos como las surgencias y el fenómeno El Niño, que son relevantes porque influyen en aspectos diversos del clima, de los recursos marinos vivos, de las condiciones para el habitat humano, entre otros. Ambos fenómenos, aunque pueden relacionarse, ocurren a diferentes escalas espacio-temporales.
El Niño es un fenómeno a escala planetaria (depende de fuerzas planetarias), que posee una cierta periodicidad y que produce cambios interanuales en el océano generando cambios en los sistemas de corrientes, en las masas de agua, en los habitat marinos afectando a la pesquería.
Las surgencias son fenómenos a mesoescala (algunos kilómetros a decenas de kilómetros), generalmente localizadas geográficamente, dependiendo de la forma de la costa, la topografía submarina y los vientos locales; temporalmente son medibles en días y horas y afectan al mar territorial.
Por otra parte, la condición de borde de placa de subducción en que se encuentra Chile, es responsable de la alta sismicidad a la que se asocian los tsunamis que constituyen un factor de riesgo para los asentamientos humanos localizados en terrenos bajos de la costa.
7.1.Tsunamis
Impreso denominado "La gran ola frente a las costas de Kanagawa" realizado por el artista japonés Hokusai a fines del siglo XVIII.
Chile debido a su posición geográfica en la cuenca del Pacífico suroriental, queda incluido dentro de países que con cierta frecuencia reciben los efectos de ondas de tsunamis
Existe consenso para designar con la palabra tsunami a aquel fenómeno periódico que ocurre en el mar, generado por un disturbio externo que impulsa y desplaza verticalmente la columna de agua originando un tren de ondas largas, con un período
La circulación oceánica superficial es el resultado de varios procesos, especialmente la fuerza del viento que actúa en la superficie del agua y las diferencias de densidad. Si se asume que el sistema de corrientes observado es simplemente el resultado de la fuerza del viento la circulación sería muy similar a los principales cinturones de vientos en la Tierra y efectivamente así ocurre. Sin embargo, en el Hemisferio Norte los vientos se desvían hacia la derecha y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur. Esto se debe a la rotación de la tierra y es explicado por el efecto de Coriolis
7.2 Las Surgencias (Upwelling)
Son movimientos ascendentes mediante los cuales las aguas de los niveles subsuperficiales son llevadas hasta la superficie, desde profundidades generalmente menores de 100-200 metros, y removidas desde el área de transporte por el flujo horizontal, produciéndose así un aporte de nutrientes a las aguas superficiales empobrecidas por el consumo biológico.
Si bien el fenómeno puede ocurrir en cualquier parte del océano, sus características más destacadas se presentan a lo largo de los bordes orientales de los océanos (esto es en las costas occidentales de los continentes), como sucede en el NW y SW de Africa, California, Perú y Chile. En estas costas las aguas se caracterizan por sus relativamente bajas temperaturas y por su alta producción de plancton. Por ejemplo, en el norte de Chile: 0.3 a 0.7 mg/m3 de clorofila "a"; respecto de los fosfatos, su concentración normal en el mar es de 0.2 mg/lt, sin embargo en áreas de surgencia ésta aumenta notablemente a 2.5 mg/lt en la costa de Oregon USA; 3.0 mg/lt costa de Perú y 1.2 mg/lt en la costa de Valparaíso (Curaumilla, situada inmediatamente al sur de Laguna Verde).
El diagrama muestra varios tipos de surgencias: por transporte de Ekman; por acción de vientos constantes; surgencia en el océano abierto; y surgencia por diferencias de densidad.
A. Por transporte de EKMAN. (Debida al efecto de Coriolis por el cual las aguas se desvían hacia la izquierda en el Hemisferio Sur).
El efecto de Coriolis hace que el agua que ha sido puesta en movimiento por los vientos sea desviada a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur. Sin embargo, debido a la fricción, las capas superficiales se mueven en un ángulo de 45º. Así, el cuerpo de agua puede pensarse como un conjunto de varios estratos, cada uno se mueve cada vez más lento por la fricción, en un movimiento en espiral cada vez más hacia la izquierda en el Hemisferio Sur hasta que la fricción es nula. La dirección del movimiento varía para cada capa, pero el flujo promedio es 90º a la izquierda del viento prevaleciente.
B. Surgencia por acción de vientos continentales. Ocurre con vientos constantes que soplan desde el continente hacia el centro del océano y que alejan el agua próxima al borde costero, haciendo emerger aguas por surgencia. Ocurre por ejemplo en las costas españolas del mediterráneo, por acción del mistral (fuerte viento continental).
C. Surgencia en el océano abierto, es el caso de la surgencia ecuatorial debida a la divergencia producida por los vientos alisios que generan corrientes (Ecuatorial del norte y Ecuatorial del sur) que transportan agua hacia la derecha al norte del ecuador y hacia la izquierda al sur, generando surgencia.
D. Surgencia por diferencias de densidad. Debidas a la circulación termohalina, en que el agua más densa se hunde y es reemplazada por aguas menos densas.
FACTORES QUE FAVORECEN LAS SURGENCIAS:
El origen de las surgencias está relacionado con la fuerza que ejerce el viento sobre la superficie del mar y con la presencia de la costa. Dichos fenómenos dependen de la combinación de muchos factores entre los que están: la dirección del viento; la forma y orientación de la costa, los rasgos del fondo sumergido. Por ejemplo se ha observado que los aumentos en el ancho de la plataforma continental favorecen la surgencia y que también, curvaturas bruscas del contorno acrecientan y complican las surgencias.
Distribución global de las surgencias
Los sedimentos bajo estas áreas de fuerte surgencia son típicamente ricos en materia orgánica; por ejemplo los sedimentos en la Bahía de Walvis en el SW de Africa tienen sobre 20% de carbono
ALGUNAS CONSECUENCIAS DE LAS SURGENCIAS:
orgánico. Los sedimentos aportan algunas guías para conocer la intensidad de la surgencia ya que las especies planctónicas (foraminíferos, diatomeas) tienden a indicar aguas frías.
Se pueden distinguir en el océano varios tipos de surgencias: una oceánica, una costera, una ecuatorial. De ellas la surgencia costera o litoral es muy importante puesto que determina contrastes climáticos y biológicos notables y crea las condiciones para una gran productividad biológica.
TIPOS DE SURGENCIAS:
Se comprueba el descenso de la temperatura del agua próxima a la costa.
Durante los períodos de surgencias, el agua superficial de la costa presenta temperaturas menores que las de la atmósfera, por lo tanto el aire adyacente a la superficie del mar se enfría y aumenta su humedad relativa lo que generalmente se traduce en la formación de neblina costera.
Intensificación de la brisa del mar, como resultado de la diferencia de presión existente entre el mar y el ambiente, derivado del ambiente térmico.
Puede disminuir el contenido de oxígeno disuelto en el agua de mar durante los eventos de surgencia, por la llegada de aguas subsuperficiales con bajo contenido de oxígeno.
Aumento de nutrientes en la zona de surgencia.