Fuente de nutrientes en el Atlántico Norte: Contribución diapicna versus isopicna
Abstract
La disponibilidad de nutrientes en los estratos de la termoclina superior (densidad potencial entre 26.5 y 27.1) del Atlántico Norte determina el desarrollo de los estratos más elementales de la cadena trófica, con el consiguiente impacto en todo el sistema. Diferentes autores han documentado diversas hipótesis en las que proponen que los nutrientes que alcanzan la termoclina superior del Atlántico Norte tienen su origen bien por advección isopicna de aguas localizadas al sur o bien por advección diapicna de aguas a mayor profundidad. En el presente trabajo aplicamos la metodología de modelos inversos para tratar de cuantificar la importancia relativa de ambas contribuciones. En este sentido, seleccionamos varias secciones de datos históricos de la segunda mitad del siglo XX con las que realizamos un balance de masa, sal, calor y nutrientes en sus bordes, considerando además que pueden darse procesos diapicnos en su interior. Los procesos diapicnos son parametrizados siguiendo diferentes esquemas, lo que pemite hacer un análisis de la sensibilidad de la metodología inversa utilizada. Los resultados obtenidos muestran cuál esquema de advección diapicna es el más consistente con la conservación de propiedades en el volumen cerrado, y permiten concluir sobre la importancia relativa de la advección isopicna o diapicna de nutrientes.
Full text
Resumen Da os
Ex aemos los da os his ó icos de di e en es bases de da os (WOD, Hyd obase y
BODC), consiguiendo gene a una base de da os que cub a el dominio de in e és
con da os hid og á icos y de nu ien es (Fig. 1). A pa i de es as secciones
his ó icas gene amos secciones medias en 36ºN, 66ºW y 24ºN (en 24ºN nos
quedamos con las secciones ealizadas du an e 1981 y 1992; en un p óximo
análisis se inclui án las secciones ealizadas en 1998 y 2004). Es as secciones
medias con ienen la in o mación más signi ica i a, a la ez que son
ep esen aciones sua izadas de la a iabilidad dominan e.
Las Figs. 2 y 3 mues an secciones e icales de empe a u a, salinidad y densidad
neu a po un lado, y de silica os, ni a os y os a os po o o. Po su in e és
dinámico y po sus dimensiones an di e en es al es o de la cuenca, el Es echo de
Flo ida se ep esen a apa e en ambos casos. Desde un pun o de is a dinámico, la
Fig. 2 an icipa que las co ien es más impo an es end án luga en el Es echo de
Flo ida, así como en 36ºN, cuando la Co ien e del Gol o abandona el dominio. En
cuan o a los nu ien es, en es a zona enemos una dis ibución de ni a os y os a os
simila en e sí, con alo es mínimos en supe icie y máximos en o no a los 1000 m
coincidiendo con la capa de emine alización p o unda; la dis ibución de los
silica os es lige amen e di e en e, en an o que los alo es máximos se encuen an
p óximos al ondo oceánico.
T abajo Fu u o Ag adecimien os
Re e encias
θ
S
γ
n
24N 66W 36N
SiO
2
PO
4
NO
3
24N 66W 36N
Modelo in e so
El modelaje in e so que se p opone es de los llamados ‘de
caja’, el cual esencialmen e ajus a los anspo es geos ó icos
en un olumen ce ado in oduciendo elocidades en el ni el
de e e encia aco des con la conse ación de p opiedades. La
e sión empleada aquí únicamen e conside a conse ación de
masa en el olumen ce ado, in oduciendo como condición
adicional que el anspo e en el Es echo de Flo ida sea de
30±1 S .
Pa a e alua el papel de las ans e encias diapicnas,
in oducimos en el modelo una se ie de é minos que ienen
en cuen a la ans e encia ad ec i a de masa en e las capas
del modelo. La no edad es á en que imponemos a p io i es
pa ones de elocidad diapicna y emos con cuál de ellos hay
mayo cohe encia en el anspo e isopicno de odo el
dominio. Es os pa ones son es casos idealizados: elocidad
diapicna ce o en odas las capas, posi i as (indica ía
ad ección hacia supe icie) y nega i a (indica ía ad ección
hacia el ondo) (Fig. 4). En cualquie caso, el modelo in e so
iene capacidad pa a modi ica es os pa ones en su obje i o
de ajus a los anspo es de masa.
Los esul ados de los es modelajes apa ecen ep esen ados
en la Fig. 5, en é minos del ajus e exis en e en cada una de
las capas pa a odo el olumen. G osso modo, se comp ueba
que exis e un mejo ajus e de los anspo es cuando el pa ón
escogido es el co espondien e a elocidades posi i as en
oda la columna de agua, mien as que el peo caso se
ob iene cuando el pa ón escogido ue el de elocidades
nega i as. El caso de elocidades iniciales nulas queda como
una si uación in e media.
Finalmen e, la Fig.6 mues a la dis ibución del anspo e de masa pa a el caso con elocidades diapicnas posi i as. De en ada, po el Es echo de Flo ida en an en
la caja unos 30 S , a los que se suman unos 15 que lo hacen po el es o de la sección 24N. Es os 15 S salen po 66W, mien as que po 36N hay una salida de 40
S lo que se aduce en un anspo e ne o hacia el no e de 10 S en aguas de la e moclina. Las aguas in e medias no p esen an una señal cla a. Tan o el NADW
como las aguas p o undas p esen an un pa ón simila , con en ada de aguas a a és de las secciones 36N y 66N y salida a a és de la 24N, una dis ibución de
anspo es cohe en e con la DWBC.
Conclusiones
Hemos explo ado la capacidad del modelaje in e so como me odología pa a
e alua la impo ancia ela i a de los é minos diapicnos en la dinámica pa a un
dominio signi ica i o como el de la Co ien e del Gol o. In oduci a ios pa ones
a p io i de elocidad diapicna pa ece unciona según lo espe ado, indicando
que el anspo e de masa p esen a mayo cohe encia cuando las elocidades
diapicnas se di igen hacia supe icie.
Los siguien es pasos ienen que e con el impac o que iene es e campo de
elocidades en la edis ibución de nu ien es en el dominio. Asimismo, se
pueden conside a las secciones de 1998 y 2004, además de me e los nu ien es
como condicionan es en el modelo in e so.
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FUENTE DE NUTRIENTES EN EL ATLÁNTICO NORTE:
CONTRIBUCIÓN DIAPICNA VERSUS ISOPICNA
F. Machín1& J.L. Peleg í2
1.Uni e sidad de Las Palmas de G an Cana ia, Dp o. Física, Las Palmas.
2.Ins i u de Ciències del Ma , CMIMA-CSIC, Ba celona.
machin@beca ios.ulpgc.es
La disponibilidad de nu ien es en los es a os de la
e moclina supe io (densidad po encial en e 26.5 y
27.1) del A lán ico No e de e mina el desa ollo de
los es a os más elemen ales de la cadena ó ica,
con el consiguien e impac o en odo el sis ema.
Di e en es au o es han documen ado di e sas
hipó esis en las que p oponen que los nu ien es que
alcanzan la e moclina supe io del A lán ico No e
ienen su o igen bien po ad ección isopicna de
aguas localizadas al su o bien po ad ección
diapicna de aguas a mayo p o undidad. En el
p esen e abajo aplicamos la me odología de
modelos in e sos pa a a a de cuan i ica la
impo ancia ela i a de ambas con ibuciones. En
es e sen ido, seleccionamos a ias secciones de
da os his ó icos de la segunda mi ad del siglo XX
con las que ealizamos un balance de masa, sal,
calo y nu ien es en sus bo des, conside ando
además que pueden da se p ocesos diapicnos en su
in e io . Los p ocesos diapicnos son pa ame izados
siguiendo di e en es esquemas, lo que pemi e hace
un análisis de la sensibilidad de la me odología
in e sa u ilizada. Los esul ados ob enidos mues an
cuál esquema de ad ección diapicna es el más
consis en e con la conse ación de p opiedades en
el olumen ce ado, y pe mi en conclui sob e la
impo ancia ela i a de la ad ección isopicna o
diapicna de nu ien es.
Es e abajo ha sido ealizado en el ma co de los p oyec os PROMECA (CTM2008-04057/MAR) y Campaña
Oceanog á ica PROMECA-2010 (CTM2009-06993-E/MAR).
Figu a 1.
Figu a 2. Figu a 3.
Figu a 4.
Figu a 5.
Figu a 6.