Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC ha desarrollado una metodología que permite estimar con precisión la difusión horizontal de las masas de agua en las diferentes regiones oceánicas. Esta herramienta ayudará a mejorar las predicciones climáticas, aseguran los autores.
El Atlántico es un océano clave para entender las grandes corrientes que interconectan los océanos, lo que se conoce también como “cinta transportadora global”. Los extremos meridionales de este océano, que colindan con las regiones polares, son precisamente los puntos de formación de aguas frías, donde arranca esta cinta transportadora global.
Debido a su elevada densidad, cada invierno las aguas de estas regiones se hunden e impulsan la cinta transportadora, ayudando a redistribuir el calor a escala planetaria, lo que acaba influyendo en el clima, especialmente de Europa.
Para cuantificar esta circulación a escala planetaria es necesario entender la intensidad de todos aquellos procesos que ocasionan la intermitencia espacial y temporal de las grandes corrientes, es decir, los procesos difusivos. Ahora, un nuevo estudio liderado por el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona ahonda en los procesos de difusión horizontal que se dan en la región occidental sur del Atlántico Sur. El trabajo desvela los detalles de una nueva metodología para calcular esta difusión tanto a nivel regional como global.
La nueva metodología permite determinar los coeficientes de difusión horizontal en el océano y estimar su variabilidad espacial
"La nueva metodología, que hemos bautizado con el nombre de ROD (Radial Offset by Diffusion), permite determinar los coeficientes de difusión horizontal en el océano y estimar su variabilidad espacial", expone Anna Olivé, la autora principal del estudio.
Para la elaboración del trabajo, publicado en la revista Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, el equipo investigador analizó los desplazamientos, entre los años 2002 y 2020, de más de 600 boyas a la deriva, aquellas que son arrastradas por las corrientes marinos y, por tanto, permiten conocer su dirección y velocidad.
“Después simulamos numéricamente las trayectorias de estas boyas y calculamos la distancia entre la posición final de las boyas a la deriva y la estimada con las simulaciones numéricas, lo que nos ha permitido cuantificar los procesos difusivos horizontales existentes en la región”, añade Olivé.
Los resultados del estudio muestran que la difusión horizontal máxima tiene lugar cerca de la superficie del océano, en los primeros 200 m de profundidad, mientras que los valores mínimos se observan entre los 1400 y los 2000 m de profundidad.
Asimismo, la difusión aumenta en los frentes Antárticos más septentrionales debido a la presencia de la intensa corriente marina de las Malvinas –que fluye hacia el norte a lo largo de la costa Atlántica de la Patagonia, llegando hasta el río de la Plata-.
“Esta notable diferencia espacial confirma la gran variabilidad de la difusión horizontal en el océano, lo que pone de relieve que no se puede utilizar un coeficiente constante por todo el océano”, explica Josep Lluís Pelegrí, coautor del estudio.
Las boyas a la deriva son arrastradas por las corrientes marinas y permiten conocer su dirección y velocidad / Instituto Español de Oceanografía (IEO-CSIC).
A diferencia de otros, el método ROD es fácil de implementar y no requiere un uso computacional excesivo. Según Anna Olivé, “esto facilita su aplicación y la convierte en una herramienta eficaz para comprender los procesos de difusión y mezcla turbulenta en regiones tan dinámicas como pueden ser la de los frentes Antárticos”.
Esta herramienta permitirá comprender los procesos de difusión y mezcla turbulenta en regiones tan dinámicas como pueden ser la de los frentes Antárticos
Por ejemplo, la nueva metodología permitirá conocer qué coeficiente de difusión horizontal es más apropiado para estudiar cada una de las regiones oceánicas, lo que limitaba, hasta ahora, la capacidad de predicción de los modelos numéricos oceánicos.
“Gracias al incremento del número boyas a la deriva y a las continuas mejoras en los modelos numéricos de alta resolución y de reanálisis, el método ROD nos proporcionará estimaciones más precisas que permitirán predecir con mayor exactitud la evolución temporal de los procesos a gran escala que tienen gran impacto en el clima de nuestro planeta, como es el caso de la cinta transportadora global”, concluye Olivé.
Referencia:
Olivé Abelló, A., Pelegrí, J. L., & Machín, F. “A simple method for estimating horizontal diffusivity”. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology (2023)
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