FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

U n i v e r s i d a d N a c i o n a l d e P i u r a

INGENIERA DE COSTAS

M.Sc. Ing. W a l t e r L a M a d r i d O c h o a

wwlamadrid@yahoo.es

OCEANOGRAFA FSICA

Oceanografa

La oceanografaes la rama de las Cienciasde laTierra que estudia los procesosbiolgicos, fsicos,geolgicosy qumicosquesedanen losmaresy enlosocanos.

Existencuatroramasprincipalesde la oceanografa:oceanografa biolgica, oceanografa fsica,oceanografageolgicay oceanografaqumica.

Oceanografa Fsica

Estudialosprocesosfsicosqueocurrenen el mar,talescomolas propiedadesdel aguade mar, las corrientesmarinas,lasmareasy eloleaje.

Paraello:Describela distribuciny caractersticasde lasmasasdeaguaenlosocanos.

Estudiael movimientodel aguade los ocanosy suscausas.

Estudiaa las interaccionesentre la atmsferay losocanos.

Los Ocanos

Losocanosse clasificanen tres grandesocanos: Atlntico,ndicoy Pacfico; y dosmenoresrticoy Antrtico. Cubrenel 71%de la superficiede la tierra, siendoel Pacficoel mayorde losocanos.

La profundidadde los ocanoses variable. Se estima que laprofundidadmedia es de aproximadamente3730 metros. Laparte ms profundase encuentraen la Fosade las Marianasalcanzandolos11033m deprofundidad.

El aguaest msclidaen las zonastempladas,ecuatorialesymsfra cercade lospolos. Y, tambin,msclidaen veranoymsfraeninvierno. Dependiendodellugarquenosencontremosenel mundo.

Losmaressonporcionesdel ocanoprximasa loscontinentes,demenorextensinyprofundidad.

HEMISFERIO CONTINENTES % OCEANOS %

NORTE 39.3 60.7

SUR 19.1 80.9

De los 510 millones de km2 de la

superficie del globo, los ocanos

cubre70.8% (360 millones de km2) y

las tierras cerca de 29.2%. La visin

habitual da una idea bastante falsa

de la disposicin real de los ocanos

Medio martimo esta compuesto por:

Ocanos: PacficoAtlnticondicorticoAntrtico

Mares : Continentales Mar Negro, Mar Rojo, Mar Cortez,

Interiores - Mar Muerto, Mar CaspioCosteros - partes de ocanos en

zonas costeras

OCEANOSuperficie

(Km2)Profundidad Media

(m)Profundidad Mxima

(m)Fosa Mayor Profundidad

Pacifico 165.700.000 4.030 11.022 Fosas Marianas

Atlntico 82.400.000 3.925 9.219 Fosas Puerto Rico

Indico 65.500.000 3.960 7.455 Fosa de la Sonda

Artico 14.100.000 1.210 5.625 75o45'N/175oW

Profundidad (mt)Superficie ocupada (%)d e la superficie total de las profundidades ocanicas (%)

Nombre

0 200 7.6 Plataforma Continental

200 1000 4.3 Margen Continental

1000 2000 4.2 Talud Continental

Subtotal 15.3

2000 3000 6.8

3000 4000 19.6

4000 5000 33.0 Profundidades Abisales

Subtotal 77.7

5000 6000 23.3

6000 7000 1.1

> 7000 0.1 Fosas Ocenicas

A =Plataforma continental

B =Talud o pendiente

continental

A+B =Margen continental

C =Llanuras abisales D =Fosas

Los movimientos del ocano

Raramenteel agua de mar se encuentra quieta, semueveenolas,mareaso corrientesmarinas.

Las olas se deben al viento que sopla sobre lasuperficie.

Un tipo particularde olasson los tsunamis,que no seencuentran relacionadas con el viento sino conterremoto o por las erupciones de volcanessubmarinos. Setrata de unaola nicade dimensionesformidables,que avanzaa granvelocidad,puedensermilesde kilmetrospor hora,y llegaa tener unaalturasuperior a los 20 metros. Los Tsunamisson muyfrecuentesen el OcanoPacfico.

Los movimientos del ocano

Las mareasson provocadaspor la atraccingravitatoria que ejercen la luna y el sol. Laatraccines mayor en la carade la Tierraqueest frente a la Luna,provocandoun pleamaro mareaalta.

En la realidad, encontramos que existen varios tipos de

marea en las diferentes partes del mundo, considerando la

teora dinmica.

Tenemos mareas diurnas, caracterizadas por una sola

marea alta y baja en un ciclo lunar, mareas semidiurnas,

en donde se tienen dos mareas altas y dos mareas bajas

por da de aproximadamente la misma magnitud y mareas

mixtas que pueden tener caractersticas tanto de mareas

diurnas como de semidiurnas.

SOLLUNATIERRA

Atra

cc

in

luna

r

Atra

cc

in

sola

r

SOLLUNATIERRA

Atra

cc

in

luna

r

Atra

cc

in

sola

r

SOL

LUNA

TIERRA

Atra

cc

in

sola

r

SOL

LUNA

TIERRA

Atra

cc

in

sola

r

Atraccin

lunar

Atraccin

lunar

mareas vivas

mareas muertas

Causas de las mareas

- Fuerzacentrfugadel movimiento de la tierra alrededordesueje: 3,38mg/kg.

- Atraccin gravitacionaldel sistema tierra-luna: vara entre3,27y 3,49mg/Kg.

- Atraccin gravitacionaldel sol: vara entre 20-30% de laatraccinlunar.

- Pitias(SVIa.c.) identifica la lunacomofuentedemareas.- IsaacNewton explic la ley de la gravitacinuniversaly se

comprendilasmareaspor lasposicionesdel soly la luna.F= GM1x M2

D2 G es la constante de la gravitacin universal

G=6.6710-11 Nm2/kg2, y r esla distanciaentre losdoscuerpos

- Diferenciarvariacinde nivelde mar por fuerzasastronmicasy por otrascausas: vientos,terremotos,presinatmosfrica

Ciclo diario de marea

- Lavariacinentre los nivelesde mareaalta y bajaseconocecomoamplitudde la marea.

- En un da, las oscilacionesdel mar permitirn determinar losiguiente:

-1. Elnivel del aguasube(creciente)hastaun mximollamado

Pleamaro "llena".2. Luegosemantieneestacionariapor un tiempo, llamndose

MareaParada.3. Comienza a bajar (vaciante) hasta un mnimo llamado

Bajamaro .4. Seproduce otro periodoestacionario.

- El ciclose repite cadada lunar (24 hrs, 50 min, 28 s) y producedosmareas altas y dos bajas en cada ciclo.

DATUM DE LNEA DE MS ALTA MAREA

LaLneade MsAlta Marea(LAM),esaquellalneadefinidapor el mximovalordealtura de mareaastronmicaobservadahistricamente,exentade deformacinporagentesexternosextraordinarios,cuyo plano es interceptadoen el terreno de laplaya adyacente. Con la determinacinde esta Lnea,se establecenlos lmitesjurisdiccionales,linderosy el diseode estructurasen zonascosteras. Nivelmediodel Mar Nivel de Ms Alta Marea Nivel medio del Mar Nivel de Ms Alta MareaNivel medio del Mar Nivel de Ms Alta Marea Nivel medio del Mar Nivel de MsAlta Marea El Datumo Cotade la Lneade Ms Alta Marea,est referida al NivelMedio de Bajamaresde SicigiasOrdinarias (NMBSO),cuyos valores han sidocalculadosen base a la data histrica de las EstacionesMareogrficasde laDireccinde Hidrografay Navegacininstaladosa lo largode nuestracosta,dichainformacinincluyeun ciclonodallunar (19aos).

LasCotasde Lneade MsAlta Mareaque semuestranenel cuadro anterior son vlidasen un rea de 50 km a laredonda, para cada una de las estaciones indicadas.Asimismo,estos valores han sido actualizadosy rigen apartir de la fechadesupublicacin.

Los movimientos del ocanoUna corrienteocenicao marinaes un movimiento superficialde las aguasde losocanosy en menor grado, de los mares ms extensos. Estascorrientes tienenmultitud de causas,principalmente,el movimiento de rotacin terrestre y por losvientos constantes o planetarios. Hay corrientes fras y clidas y tienen graninfluencia en el clima, modificando las temperaturas de las regionespor dondepasan.

Las corrientes ocenicas

Lascorrientesmarinasson desplazamientode masasde aguacon direccinfija y constante.Ejercen una gran influencia en el clima, modificando condicionesde temperaturay humedadsegnseanclidaso fras:

Corrientesclidas: Producen un aumento de la temperatura del aire. La mayorconcentracinde vaporde aguaen la atmsferaproduceel ascensode la humedad.

Corrientesfras: Producen una disminucin de la temperatura del aire. La menorconcentracinde vaporde aguaen la atmsferaproduceel descensode la humedad.

Seoriginancomoresultadode la accinde:

Vientosdominantes: Cuandolos vientossoplanpermanentementeen una direccinlogranproducirdesplazamientosde aguaen esadireccin.

Diferenciasde temperaturas: Lasaguasde las zonaspolareses fra y pesadapor lo quetiende a hundirse, desplazndosehacia las zonas ecuatoriales. El agua de las zonasecuatoriales,en cambioescliday tiendea dilatarse,desplazndosehacialaszonaspolares.

Rotacinde la Tierra: Losmovimientoscircularesde la corrientessedebena efectossobrelasmismasde la rotacinde la Tierra. Sonen el sentidode lasagujasen el hemisferioNorte yen sentidocontrarioen el hemisferioSur.

Las corrientes ocenicas

La Corriente de Humboldt es fra, no evapora mucha agua y por eso no hay lluvias en la costa peruana

Direccin

La CorrientePeruana,a vecesllamadade Humboldt,que va con direccinsuroesteanoroeste,trae haciala costamasasde aguasubantrticay subtropical,quedeterminanlasbajastemperaturas.

Velocidad

Las aguas de esta corriente se desplazan calmadamentealcanzandounavelocidadde28kmen24horaso 15millasalda.

Dimensiones

EstaCorrientedesdela CostaCentraldeChilehastala CostaNortedel Per, comprende una longitud de 4,445 km.aproximadamente. Laamplituddeestacorrientevaradeacuerdoa la estacin. EnInviernopor la bajatemperaturaimperantey laacentuacindelfenmenodeAfloramiento,suanchoaproximadoesde200millas(370km. aproximadamente). Enverano,debidoala alta temperaturareinanteen nuestrohemisferioy la invasinde aguastropicalesocenicas,su anchose reducea unas100millas(185km. aproximadamente).

Las cinco zonas mundiales de mayor poblacin ictiolgica debido a la presencia de las corrientes ascendentes de agua

fra rica en plancton

EFECTOS SOBRE LA CIRCULACIN OCEANICA

Esquema del Sistema de las Corrientes Marinas frente al litoral de Per.

Masas de Agua Superficiales y Subsuperficiales

Las corrientes ocenicas

La climatologa mundial

Caractersticas biolgicas de las zonas martimas , debido a:

diferencias en la temperatura del agua

aporte de nutrientes

Las corrientes marinas tienen gran influencia en

Principales reas de afloramientos

Las corrientes ocenicas

Influencia en el clima

Las corrientes ocenicas

Lacostasuramericanadel Pacficoesunade lasreasmsproductivasdel planeta.

Basta decir que de los aproximadamentesetenta millones de toneladasde pescadoque seextraen al ao en todo el mundo, unos nueve o diez millones son de anchoveta(Engraulisringens), producidaen estosmares(principalmentefrente a lascostasdel Per).

Dichoesto, es fcil entenderpor qu una perturbacincclicacomo El Nio, que afectaa estayotrasmuchasespecies,esun fenmenotan importanteaquy en todo el planeta.

Corriente de El Nio

EL NIO - OSCILACIN SUR

Mapa elico del Per, velocidad promedio del viento en m/s (contorno) a 10 metros del suelo

Corte transversal mostrando las caractersticas morfoestructuralesde la Costa

Unidades Geomorfolgicas de la Costa Peruana

SURGENCIAS O AFLORAMIENTOS

Las aguas de mayor produccin primaria pueden agotar

los nutrientes de esa capa y, en cambio, en las zonas

ms profundas, donde abundan los nutrientes del fondo,

debido a que no llega la luz solar, la productividad es casi

nula. Como ya se menciono, por los procesos de

divergencia, el agua rica en nutrientes del fondo, puede

aflorar por movimientos verticales de las capas de agua

cerca de las costas.

Para entender porque se dan las surgencias cerca de las

costas es necesario explicar un poco acerca del

movimiento de las masas de agua cerca de las costas

usando la Espiral de Ekman.

Esquemadeafloramientocosteroenel H.S.

Losafloramientos(surgenciasde aguade estratosprofundos),son movimientos verticalesascendentesde masasde aguaprofundashacia la superficie,estasaguasque emergensonfras y ricas en nutrientes (nitratos, fosfatos, silicatos,etc.)facilitando la productividadprimaria. Lassurgenciascosterastienen origenla fuerzade Coriolis, debidoa que lascorrientesproducidaspor el viento tienden a dirigirsehacia la hacia laizquierdaen el hemisferiosur, lasaguascosterasson llevadasfuerade la costapor accindel transportede Ekman, y estasasu vezsonreemplazadaspor aguasmsdensasque afloranala zonasuperficial.

Por el efecto de Coriolis, las aguas superficiales son desviadas

hacia la derecha en el hemisferio norte. El fsico Walfrid Ekman

demostr que cada capa de agua en la superficie pone en

movimiento a la capa inferior, con el resultado de que esa capa se

mueve ligeramente menos que la superior. A su vez, esa capa pone

en movimiento a la que se encuentre bajo ella y esa a la siguiente.

Si ese movimiento lo representamos como vectores obtenemos la

espiral de Ekman.

Zonas de afloramientopor Transporte de Ekman

Nteseque aunque el viento causamovimiento bsicamentehorizontales,puede causarmovimiento vertical como en el Ecuador,o cercade la costacomoen la costade Per

Esquema que representa la dinmica de afloramientos en la costa peruana

En algunas zonas costeras, cuando el viento sopla paralelo a la

costa, el transporte de Ekman causa que el agua superficial se

aleje de la costa. Esas aguas superficiales son entonces

reemplazadas por aguas provenientes de 100 0 200m de

profundidad, que tpicamente son ms fras y con menor cantidad

de oxgeno disuelto que las aguas superficiales. Adems, esas

aguas del fondo son ricas en nutrientes (fosfatos y nitratos) por lo

que las reas de surgencias son zonas sumamente productivas.

El trmino de circulacin termohalina se refiere a lacirculacin del agua por cambios ya sea en sutemperatura o densidad.

De manera general, sabemos que en latitudes bajashay un mayor calentamiento de las aguassuperficiales. Por este calentamiento, esas aguas seexpanden y suben su nivel. Por esa diferencia denivel, el agua caliente de los trpicos fluye hacia lospolos. No es este, sin embargo el nico mecanismode formacin de corrientes termohalinas.

Corrientes Termohalinas

Esquema de las corrientes de circulacin termohalina/ Gran

transportador Ocenico. Los surcos azules representan corrientes

profundas, mientras que los surcos rojos representan corrientes

superficiales.

Corrientes clidasy fras