Contenido de calor del océano

En oceanografía y climatología , el contenido de calor del océano (OHC) es un término para la energía absorbida por el océano, que se almacena como energía interna o entalpía . Los cambios en el contenido de calor del océano juegan un papel importante en el aumento del nivel del mar , debido a la expansión térmica .

Contenido de calor global en los 2000 metros superiores del océano, NOAA 2020
Capa de contenido de calor global (0 a 700 metros)
"> Archivo: Oceans of Climate Change.ogvReproducir medios
El oceanógrafo Josh Willis analiza la capacidad calorífica del agua , realiza un experimento para demostrar la capacidad calorífica utilizando un globo de agua y describe cómo la capacidad del agua para almacenar calor afecta el clima de la Tierra.
"> Archivo: El océano, una fuerza impulsora del tiempo y el clima.webmReproducir medios
Esta animación utiliza datos de las ciencias de la Tierra de una variedad de sensores en los satélites de observación de la Tierra de la NASA para medir parámetros de oceanografía física como las corrientes oceánicas, los vientos oceánicos, la altura de la superficie del mar y la temperatura de la superficie del mar. Estas mediciones pueden ayudar a los científicos a comprender el impacto del océano en el tiempo y el clima. (en HD)

El calentamiento del océano representa el 90% de la acumulación de energía del calentamiento global entre 1971 y 2010. [1] Se estima que alrededor de un tercio de ese calor adicional se propaga a profundidades por debajo de los 700 metros. [2] Más allá del impacto directo de la expansión térmica, el calentamiento de los océanos contribuye a una mayor tasa de derretimiento del hielo en los fiordos de Groenlandia [3] y las capas de hielo de la Antártida. [4] Los océanos más cálidos también son responsables del blanqueamiento de los corales . [5]

La densidad de superficie del contenido de calor del océano entre dos niveles de profundidad se define mediante una integral definida : [6]

dónde es la densidad del agua de mar ,es el calor específico del agua de mar, h2 es la profundidad inferior, h1 es la profundidad superior yes el perfil de temperatura. En unidades SI ,tiene unidades de J · m −2 . La integración de esta densidad sobre una cuenca oceánica, o todo el océano, da el contenido de calor total, como se indica en la figura de la derecha. Por tanto, el contenido de calor total es el producto de la densidad, la capacidad calorífica específica y la integral de volumen de la temperatura sobre la región tridimensional del océano en cuestión.

El contenido de calor del océano se puede estimar utilizando medidas de temperatura obtenidas con una botella Nansen , un flotador ARGO o una tomografía acústica oceánica . El World Ocean Database Project es la base de datos más grande de perfiles de temperatura de todos los océanos del mundo.

El contenido de calor del océano superior en la mayoría de las regiones del Atlántico norte está dominado por la convergencia del transporte de calor (un lugar donde se encuentran las corrientes oceánicas), sin grandes cambios en la relación de temperatura y salinidad. [7]

Varios estudios en los últimos años han encontrado un aumento de varias décadas en la OHC de las regiones oceánicas profundas y superiores y atribuyen la absorción de calor al calentamiento antropogénico . [8] Los estudios basados ​​en ARGO indican que los vientos de la superficie del océano , especialmente los vientos alisios subtropicales en el Océano Pacífico , cambian la distribución vertical del calor del océano. [9] Esto da como resultado cambios entre las corrientes oceánicas y un aumento del vuelco subtropical , que también está relacionado con el fenómeno de El Niño y La Niña . Dependiendo de las fluctuaciones estocásticas de la variabilidad natural, durante los años de La Niña, alrededor de un 30% más de calor de la capa superior del océano se transporta a las profundidades del océano. Los estudios de modelos indican que las corrientes oceánicas transportan más calor a capas más profundas durante los años de La Niña, siguiendo los cambios en la circulación del viento. [10] [11] Los años con una mayor absorción de calor del océano se han asociado con fases negativas de la oscilación interdecadal del Pacífico (OPI). [12] Esto es de particular interés para los científicos del clima que utilizan los datos para estimar la absorción de calor del océano .

Un estudio en 2015 concluyó que los aumentos del contenido de calor del océano en el Océano Pacífico fueron compensados ​​por una distribución abrupta de OHC en el Océano Índico. [13]

  1. ^ IPCC AR5 WG1 (2013). "Resumen para los responsables de la formulación de políticas" (PDF) . www.climatechange2013.org . Consultado el 15 de julio de 2016 .
  2. ^ "Estudio: aguas profundas del océano atrapando un gran depósito de calor" . Clima Central . 2016.
  3. ^ Iglesia, JA (2013). "Cambio de nivel del mar" . En Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (ed.). Cambio del nivel del mar, págs. 1137-1216 . Cambio climático 2013 - La base de las ciencias físicas: Contribución del Grupo de Trabajo I al Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . págs. 1137-1216. doi : 10.1017 / cbo9781107415324.026 . ISBN 9781107415324. Consultado el 5 de febrero de 2019 .
  4. ^ Jenkins, Adrian; et al. (2016). "Fuerza decenal del océano y respuesta de la capa de hielo de la Antártida: lecciones del mar de Amundsen | Oceanografía" . tos.org . Consultado el 5 de febrero de 2019 .
  5. ^ "La Gran Barrera de Coral: una catástrofe al descubierto" . The Guardian . 6 de junio de 2016.
  6. ^ Dijkstra, Henk A. (2008). Oceanografía dinámica ([Corr. 2nd print.] Ed.). Berlín: Springer Verlag. pag. 276. ISBN 9783540763758.
  7. ^ Sirpa Häkkinen, Peter B Rhines y Denise L Worthen (2015). "Variabilidad del contenido de calor en el Océano Atlántico norte en reanálisis del océano" . Geophys Res Lett . 42 (8): 2901–2909. Código bibliográfico : 2015GeoRL..42.2901H . doi : 10.1002 / 2015GL063299 . PMC  4681455 . PMID  26709321 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  8. ^ Abrahán; et al. (2013). "Una revisión de las observaciones de la temperatura global del océano: implicaciones para las estimaciones del contenido de calor del océano y el cambio climático". Reseñas de Geofísica . 51 (3): 450–483. Código bibliográfico : 2013RvGeo..51..450A . CiteSeerX  10.1.1.594.3698 . doi : 10.1002 / rog.20022 .
  9. ^ Balmaseda, Trenberth y Källén (2013). "Señales climáticas distintivas en el reanálisis del contenido de calor del océano global" . Cartas de investigación geofísica . 40 (9): 1754-1759. Código bibliográfico : 2013GeoRL..40.1754B . doi : 10.1002 / grl.50382 . Ensayo Archivado el 13 de febrero de 2015 en la Wayback Machine.
  10. ^ Meehl; et al. (2011). "Evidencia basada en modelos de la absorción de calor de los océanos profundos durante los períodos de interrupción de la temperatura de la superficie". Naturaleza Cambio Climático . 1 (7): 360–364. Código Bibliográfico : 2011NatCC ... 1..360M . doi : 10.1038 / nclimate1229 .
  11. ^ Rob Painting (2 de octubre de 2011). "El océano profundo se calienta cuando las temperaturas de la superficie global se estancan" . SkepticalScience.com . Consultado el 15 de julio de 2016 .
  12. ^ Rob Painting (24 de junio de 2013). "Un cambio climático inminente: ¿Volverá el calor del océano a atormentarnos?" . SkepticalScience.com . Consultado el 15 de julio de 2016 .
  13. ^ Sang-Ki Lee, Wonsun Park, Molly O. Baringer, Arnold L. Gordon, Bruce Huber y Yanyun Liu (18 de mayo de 2015). "Origen del Pacífico del aumento abrupto en el contenido de calor del Océano Índico durante la pausa de calentamiento" (PDF) . Geociencias de la naturaleza . 8 (6): 445–449. Código Bibliográfico : 2015NatGe ... 8..445L . doi : 10.1038 / ngeo2438 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  • Cheng LJ, Zhu J. (2014). "Artefactos en las variaciones del contenido de calor del océano inducidos por los cambios del sistema de observación" . Cartas de investigación geofísica . 41 (20): 7276–7283. Código bibliográfico : 2014GeoRL..41.7276C . doi : 10.1002 / 2014GL061881 .

  • Contenido de sal y calor oceánico global de la NOAA