Arxiu de la categoria: històriesd´oceanografia

Estuari positiu/negatiu

Publicat el per
1

Un estuari és una àrea on es posen en contacte masses d’aigua oceàniques amb aigües continentals. La diferencia de salinitat entre aquestes aigües determina la seva circulació. Moltes desembocadures de rius així com les ries i els fiords es poden considerar tipus d’estuaris. De la mateixa manera, alguns mars de mida mitjana i connectats a l’ oceà també es podrien considerar que tenen una circulació en forma d’estuari. Així doncs, la Mar Bàltica i la Mediterrània tenen aquest tipus de circulació. Aquests  dos casos es poden considerar veritables oceans en miniatura. En el cas de la mar Bàltica la connexió amb el Mar del Nord es fa a través dels estrets que separen Dinamarca de Suècia. A la Mediterrània l’intercanvi amb l’Oceà Atlàntic es realitza només a l’ estret de Gibraltar.

Esquema de la circulació en un estuari positiu. S és la salinitat.

En ambdós casos, el que succeeix en el contactes d’aigües amb diferent salinitat es sensiblement contraria. Mentre que el Bàltic té una circulació en estuari positiu, la Mediterrània la té en estuari negatiu. Però que és realment un estuari positiu i en estuari negatiu?

Esquema de la circulació en un estuari negatiu. S és la salinitat.

Els estuaris positius són aquells on les aportacions d’aigües dolces per pluja, rius i desglaç  és més gran que les pèrdues d’aigua per evaporació. Són típics de regions fredes. En aquest cas, el balanç total pèrdues/guanys és positiu i aquest excés hídric es perd a través del contacte amb l’oceà. En els estuaris positius, com la mar Bàltica la salinitat disminueix. La salinitat mitjana de la mar Bàltica  és de 15 g/l en contraposició als 35 g/l de Mar del Nord, el seu veí.

Els estuaris negatius és troben en regions de clima temperat. En aquest cas les aportacions d’aigües dolces són menors que les pèrdues  per evaporació i en conseqüència el balanç total és netament negatiu ja que l’evaporació és superior a la precipitació més les aportacions dels rius. La Mediterrània és considera que té una circulació en  estuari negatiu. La seva salinitat mitjana és de 37 g/l mentre que la l’Oceà Atlàntic és de 35 g/l.

Aquest balanç entre les aportacions pel rius i l’ augment de la salinitat per evaporació determinen canvis en la salinitat de les seves masses d’aigua superficials. En els estuaris positius  l’aigua poc salada de la superfície es mou  cap a l’exterior  on es barreja  amb l’aigua més salada de l’oceà, en el cas del Mar Bàltic és el Mar del Nord. I per  equilibrar aquesta pèrdua d’aigua “dolça“ en superfície es produeix una entrada d’aigua més salada en profunditat.  Els estuaris positius solen ser àrees fèrtils des del punt de vista de la productivitat ja que aquesta aigua més salada que entra en profunditat ho fa carregada de nutrients.  És per això que es tracta de conques de concentració pel que fa a la seva productivitat.

En el model oposat, els estuaris negatius com la mediterrània la circulació entre la conca i l’Oceà Atlàntic és a la inversa. En aquest cas es forma un corrent superficial d´aigua atlàntica, menys salada que la mediterrània que flueix cap a l’interior del mar. Una altra corrent en profunditat i en sentit contrari circula en sentit oposat. Aquesta corrent d’aigua més salada mediterrània que va cap a l’Atlàntic, surt carregada de nutrients com ara el fòsfor que es considera limitant i en conseqüència la mediterrània perd fertilitat contínuament. Els estuaris negatius són doncs conques de dilució des del punt de vista de la productivitat. En aquest sentit podem afirmar que gràcies a aquest mecanisme, la Mediterrània s´autodepura perdent contínuament nutrients i contaminants. Això és però, una altra històriademar.

Hipotèrmia: morir de fred

Publicat el per
Respon

La hipotèrmia és el descens de la temperatura corporal  per sota dels 35º a causa d´una sobreexposició al fred. En les activitats marítimes i nàutiques aquesta pèrdua de calor es deu sobretot a la immersió, involuntària. Dins de l´aigua es multiplica per 30 la pèrdua de calor respecte l´aire. El grau de hipotèrmia, evidentment està relacionat amb la temperatura de l´aigua del mar i amb el temps en que estem  exposats a aquesta.

La hipotèrmia és el perill més gran de les activitats nàutiques en hivern Foto: Nick Dale

Tots aquells que surten al mar durant tot l´any, han de ser especialment curosos en els mesos que l´aigua està més freda, a finals d´hivern i principis de primavera. La  hipotèrmia és el principal factor de risc en aquest tipus d´activitats en aquesta època de l´any.

Malgrat que el temps sigui anticiclònic i faci calor, si volem anar “a mar” durant els mesos més freds de l´any, haurem d´adaptar la nostra roba a la temperatura de l´aigua del mar. Moltes vegades es produeix l´error de vestir-nos en funció de la temperatura atmosfèrica, sovint més elevada que la temperatura de l´aigua.

L´ésser humà, de la mateixa manera que la resta de mamífers i aus, és capaç de regular la seva temperatura interna en uns rangs que li permeten les funcions químiques i metabòliques. Som, per tant,  organismes de sang calenta o homeoterms en contraposició a la resta d’animals que no són capaços de regular la seva pròpia temperatura, organismes de sang freda o poiquiloterms. De totes maneres la homeòstasi tèrmica té uns límits i si el cos perd temperatura per sota d´uns determinats valors, l´organisme no és capaç de generar el calor necessari per a la recuperació tèrmica i el manteniment de les funcions metabòliques vitals i es  produeix aquest quadre clínic.

Temperatura mitjana de l’aigua del mar a l´Estartit al llarg de l´any. Elaboració a partir de les dades de Josep Pascual.

Es distingeixen tres graus d´hipotèrmia segons la temperatura a la que baixa el nostre cos. Es considera hipotèrmia lleu quan la temperatura corporal se situa entre 35 i 32 °C, aquesta va acompanyada de tremolors, confusió, i augment de la freqüència cardíaca i respiratòria. En aquest grau, les mucoses es tornen blaves (cianòtiques) i hi ha una pèrdua progressiva de la capacitat de parlar. Entre 32 i 28 °C, parlem d´hipotèrmia moderada. En aquesta situació apareix letargia, consciència baixa i la respiració i el pols s´afebleixen. En la hipotèrmia moderada la freqüència cardíaca cau un 15%. Per sota dels 28 ºC es tracta d’una hipotèrmia greu que comporta pèrdua de la consciència, dilatació de les pupil·les, baixada de la pressió arterial i dels batecs del cor que entra en fibril·lació i en parada càrdio-respiratòria.

A l´hivern, la temperatura mitjana de l´aigua superficial a la mediterrània oscil·la entre els 12 i els 14 º C. Amb aquests valors, una persona que cau a l´aigua podria resistir unes dues hores abans de perdre la consciència i morir ofegat. A la pràctica aquest temps es veu reduït per l´entrada d’aigua a les vies respiratòries a causa del pànic o bé es produeix  la mort per asfixia a causa del bloqueig de la glotis que impedeix l´entrada d´aire als pulmons.

La hipotèrmia, a més  produeix rigidesa muscular que comença en les extremitats i limita la capacitat de nedar i moltes morts atribuïdes a ofegaments es deuen a aquest fet.  En aquests cassos el factor psicològic és molt important i el pànic només fa que avançar els esdeveniments.

Però, què cal fer en cas que detectem signes d’hipotèrmia? El primer de tot seria anar a buscar la costa, desembarcar i evitar al màxim les pèrdues de calor canviant la roba mullada per roba seca, aplicant mantes tèrmiques, calor química o també donant-li calor amb el nostre propi cos. Prendre alguna beguda calenta, preferiblement amb sucre ja que els glúcids és transformen ràpidament en energia química pel nostre cos. En tot cas, el millor per lluitar contra la hipotèrmia és la prevenció i en aquest cas ve determinada per l’ús de vestimenta i material que permeti perdre el mínim de calor possible en cas de caiguda fortuïta a l´aigua.

Tal dia farà un any

Publicat el per
1

Aquesta darrers dies ha fet un any que la tempesta Glòria va escombrar  la costa catalana. Des del punt de vista natural i ambiental, el pas del Glòria pel nostre litoral ha  estat una de les millors coses que ens  podrien haver passat. El temporal Glòria va naturalitzar espais costaners  com ara el delta de la Tordera, fet que les entitats ecologistes i conservacionistes portaven demanant des de fa molts d´anys i que mai havien aconseguit.

El temporal va regenerar la llacuna i la barra litoral que les administracions i els particulars, sobretot els càmpings,  amb interessos a la zona, s´entossudien en desfer cada vegada que es formava de manera incipient. A més, els sediments abocats  al mar han format una mena de dic que actua protegint el mateix delta dels embats de les onades.

La tempesta  Glòria ens ha fet caure la cara de vergonya en treure a la llum la nefasta gestió que s´està fent de la franja litoral, de la llera de rius i de rieres i dels  residus entre d´altres.  El pas del Glòria ha fet obrir molts ulls i ara es veu d´una altra manera la mala planificació del territori que s´ha fet a nivell litoral.  Es comencen a sentir comentaris que creuen que no serveix de res protegir les infraestructures col·locades a primera línia i que el que caldria fer seria donar-les per pèrdues o desmantellar-les.

Les restes naturals arrossegades pels temporals afavoreixen les espècies típiques de platja. Foto: Javier Romera

Els efectes del Glòria també estan fent replantejar el model turístic de “Sol i platja”.  El Glòria ha ajudat a posar en mèrit els valors naturals de les nostres platges i deixar de considerar-les sorrals erms al servei d´un turisme irrespectuós. Malgrat tot encara hi ha molta feina a fer en aquest àmbit. Son encara  molts els que creuen que les platges s´han de netejar dels troncs i de les restes que hi van abocar les rieres durant el temporal ignorant que aquestes restes vegetals que arriben a les platges, contribueixen a la seva protecció enfront dels temporals i afavoreixen diverses espècies típiques de platja. En aquest cas només caldria fer-ho amb els plàstics i d´altres residus d´origen humà que han aparegut a les platges i amb els rizomes de les canyes, una espècie invasora que ja forma part del nostre paisatge i que s´ha vist afavorida pels usos que encara en fa l’agricultura. Caldria en aquest sentit controlar la canya i, en la mesura del possible, intentar eliminar-la i repoblar els nostres pobres rials amb espècies típiques d´aquets ambients com ara els alocars.

Nivells de clorofil.la (producció primària). Mapa esquerra 3 de febrer de 2020, després del temporal Glòria. Mapa dreta: nivells de clorofil.la d´ahir. Noteu les elevades concentracions de clorofil.la immediatament després del Glòria. Font Ifremer

En un altre sentit, els sediments abocats al mar per part del Glòria han contribuït de manera notable a la fertilització de les aigües costaneres i en conseqüència, els nivells de producció primària, han arribat a valors mai vistos. Aquest efecte es importantíssim en un mar com la mediterrània que es comporta com a un estuari negatiu i que va perdent irremeiablement nutrients. Així doncs, la fertilització de les aigües litorals per part del Glòria a contribuït força a la resta de la xarxa tròfica i, es clar, beneficiarà de manera irremeiable al sector pesquer.

I si a tot això hi afegim els efectes beneficiosos sobre el medi que ha produït la pandèmia i els confinaments,  ja tenim la combinació perfecta per a retornar a la situació l que mai s´hauria d´haver perdut. Des del punt de vista ambiental no es gens agosarat afirmar que l’any 2020 ha estat el millor any pel que fa a la conservació i la protecció de la natura a casa nostra, Això és, però una altra històriademar.

Oceanografia domèstica (V): Eutrofització

Publicat el per
1

L´eutrofització és un fenomen originat per l´enriquiment amb nutrients i matèria orgànica en un ecosistema. A primer cop d´ull podria semblar un procés beneficiós però si continua en el temps pot tenir unes conseqüències nefastes pel medi. Aquest procés és especialment sensible en llacs, llacunes i bassals. Té també uns efectes destacables en mars i oceans, especialment si es tracta de conques petites i amb poca renovació d´aigua com ara les badies del Delta de l´Ebre o el Mar Menor.

L´abocament de nutrients en l´aigua provoca un creixement accelerat del fitoplàncton i dels macròfits que va acompanyat d´un augment dels nivells tròfics superiors. L´efecte final és l´anòxia, és a dir, l´esgotament de l´oxigen i la mort de la majoria dels éssers vius afectats. En altres ocasions es produeixen fenomens com ara les marees rojes.

Mapa del Mediterrani on s’indiquen concentracions de clorofil·la en mg/m3, realitzat a partir d’imatges preses pel SeaWIFS durant el mes d’abril de 2004. Les zones blaves són les més pobres, mentre que les àrees vermelles és on hi viuen més algues. Al llarg de l’any hi pot haver diferències importants, però en general les zones de mar obert són molt poc productives, mentre que les àrees costaneres concentren la major part de nutrients i de plàncton.

A nivell oceànic l´eutrofització només té efectes destacables en les aigües litorals. A mar obert, es produeix una dilució d´aquest procés i les conseqüències difícilment són destacables. Malgrat tot, en aigües costaneres és difícil que s´arribi a la anòxia, i el primer resultat és la pèrdua de biodiversitat. En aquests cas l´eutrofització pot modificar les característiques organolèptiques de l´aigua i generar pèrdues en el sector turístic.

En mars i oceans, els processos d´eutrofització queden aturats per uns nutrients que són limitants: els nitrats i sobretot els fosfats. Amb l´eutrofització les concentracions d´aquetes substàncies augmenten i no hi ha cap mecanisme per a limitar el creixement de la biomassa.

La font d´incorporació de fosfats és bàsicament a través dels abocaments domèstics. La gran majoria de detergents contenen fosfats i és per això que les legislacions actuals prohibeixen l’ús de detergents amb aquests agents . Per la seva banda les fonts de contaminació per nitrats procedeixen bàsicament de l´agricultura intensiva.

Els nutrients limitatnts (nitrats i fosfats) són els causants de l´eutrofització

Amb la posada en funcionament de les EDAR, els abocaments de fosfats i nitrats s´ha reduït dràsticament i en conseqüència la qualitat de l´aigua de mar ha augmentat. Malgrat aquest fet positiu, alguns sectors com ara el pesquer, han posat en qüestió aquesta política de sanejament ja que consideren que la disminució dels aquests abocaments és una de les raons per entendre la dràstica disminució de les captures. Una visió esbiaixada d´un problema que és molt més global i on el propi pescador n’és el principal responsable.

Un bon indicador per a conèixer l´estat d´eutrofització es la transparència que es pot mesurar amb el disc de Secchi. També es poden realitzar mesures a partir dels índex de biodiversitat. De totes formes a nivells dels ecosistemes marins és quantifica també la concentració de clorofil·la, que és una mesura indirecta del creixement dels productors primaris.

Un problema concret relacionat amb l´eutrofització es produeix al Mar Menor a Múrcia. Aquesta gran llacuna litoral està patint una creixent eutrofització produïda pels abocaments agrícoles i urbans que produeixen una pèrdua de biodiversitat alarmant i el creixement de determinades espècies oportunistes, com ara les meduses, que aprofiten aquesta alteració. Això però, és una altra històriademar.

Oceanografia domèstica (IV): Perquè l´aigua és líquida?

Publicat el per
Respon

L´aigua és la substància més abundant de la Terra, forma els mars i els oceans. El seu cicle determina el clima i els processos vitals. La seva presència és essencial per entendre l´origen de la vida, la seva evolució i el seu manteniment a la Terra. La molècula d´aigua H2O és sens dubte la formula química més famosa de totes.

Quan parlem d´H2O ens estem referint a la molècula d´aigua. Aquesta està formada per dos àtoms d´hidrogen i un àtom d´oxigen units per mig d´enllaços químics covalents. La molècula d´aigua és la mínima expressió de l´aigua, és a dir, la part més petita d´aigua que continua mantenint les propietats d´aquesta.

Entre les propietats de l´aigua destaca el fet que és líquida a temperatura ambient, però, us heu preguntat alguna vegada perquè l´aigua és líquida? I més tenint en compte que d´altres substàncies amb una estructura molecular molt semblant com ara el CO2, el SO2 o el NO2 són gasos.

La clau per entendre aquest fet rau en la disposició espacial dels tres àtoms que es troben en la seva molècula. Els dos àtoms d´hidrogen formen entre ells un angle d´uns 105º i al seu vèrtex s´hi troba l´àtom d´oxigen. Amb aquesta disposició, la molècula té una major electronegativitat al costat on es situa l´àtom d´oxigen, més gros i amb una major força d´atracció del nucli vers l´electró de l´hidrogen. Per la seva banda, els nuclis d´hidrogen queden desproveïts parcialment dels seus electrons i manifesten una càrrega elèctrica positiva deguda a la presència del seu únic protó. Aquesta estructura tridimensional de la molècula d´aigua fa que es comporti com a un dipol, és a dir, de la mateixa manera que un imant. El pol positiu està a la regió de la molècula on hi ha els àtoms d´hidrogen i el pol negatiu on hi ha els àtoms d´oxigen.

 

És precisament l’estructura dipolar de l´aigua la que permet que entre els dipols es formin unions a través de ponts d´hidrogen, la càrrega negativa de l´oxigen exerceix una certa atracció sobre la càrrega positiva del dos àtoms d´hidrogen i es formen aquestes unions. Aquests ponts d´hidrogen són bastant febles però permeten que les molècules dipolars d´aigua formin entre elles grups i es crein agregats amb una major massa molecular que confereix a l´aigua les mateixes propietats que els fluids, i fa que l´aigua es comporti com a líquid.

Aquesta estructura reticular de les molècules d’aigua és la raó per la qual aquesta substància és líquida a temperatura ambient si la comparem amb d´altres substàncies que tenen una estructura molecular molt semblant. Si l´aigua no tingués aquesta dipolaritat no es podrien formar els ponts d´hidrogen entre les molècules i seria un gas també.

Els ponts d´hidrogen són també els responsables per entendre el comportament anòmal de l´aigua en relació a algunes de les seves propietats com ara la seva tensió superficial o la dilatació que pateix quan aquesta solidifica i per això el gel és menys dens que la aigua líquida i els icebergs suren en l´aigua de mar. Això però és una altre històriademar.

Oceanografia domèstica: Marees (I)

Publicat el per
Respon

Una de les coses que ens sobta més als habitants de la conca mediterrània quan ens desplacem fins a algun altre oceà són les marees. Les marees són ascens i descens periòdic de l´aigua a causa de la influència de la Lluna i també del Sol. L´efecte de la primera és més important a causa de la seva proximitat a la Terra.

Tal i com va predir Newton es precisament l´atracció gravitatòria la responsable de les marees. En especial es important força gravitatòria que exerceix la lluna sobre les masses fluides de la Terra que les deforma i les atreu cap a ella.

La força d´atracció gravitatòria entre la terra i La Lluna deforma les masses d´aigua de mars i oceans i és la responsable de les marees.

La variació del nivell del mar a la costa s´anomena amplitud de la marea. Aquesta magnitud depèn molt de la zona de que es tracti i també de la posició relativa dels astres implicats en les marees. A la mar Mediterrània, pel fet d´ocupar una superfície petita, les marees tenen una amplitud molt petita, entre 10 i 30 cm, cosa que fa que no siguin observables fàcilment. En canvi, en alguns punts de la costa de la Bretanya l’amplitud pot arribar fins als 14 m.

En el cas de la Mediterrània són més destacables les minves o les rissagues que no pas les marees. En el cas de les minves, el responsable són les elevades pressions atmosfèriques que s´assoleixen quan l´anticicló que se sol situar a les nostres latituds durant les mesos d´hivern. El fet que la pressió atmosfèrica sigui alta, al voltant de 1030 hPa, significa que el pes de l´aire sobre la superfície de les masses d´aigua empeny l´aigua cap avall fins a 40 cm.

El corrent ascendent de les masses d´aigua s´anomena corrent de flux i el corrent descendent, quan la marea baixa, és el reflux. Quan el nivell de l´aigua assoleix la mínima alçada s´anomena marea baixa o baixamar i el moment oposat, quan s´assoleix la màxima alçada es parla de marea alta o plenamar. Cada dia el nivell de l´aigua ascendeix i descendeix dues vegades cosa que està relacionada amb el moviment de rotació de la Terra i la posició relativa entre aquesta i la Lluna. D´aquesta manera hi ha dues baixamars i dues plenamars cada dia.

Fases del cicle lunar. En les posicions 1 i 5 les forces exercides per la Lluna i el Sol es sumen i es produeixen les marees vives. En les posicions 3 i 7 les forces gravitatòries es compensen i donen lloc a les marees mortes.

Al llarg del cicle lunar hi ha unes posicions relatives entre la Lluna i el Sol i la Terra en que es troben en la mateixa línia i les froces d´atracíó se sumen i es produeixen les plenamars de major amplitud. Això succeeix quan la lluna es troba en la fase de lluna plena i lluna nova. A aquest fenomen l´anomenen marees vives. El cas contrari correspon quan la Lluna i el Sol formen un angle de 90º amb la Terra. La Lluna en aquest cas es troba en quart creixent o en quart minvant. Amb aquesta posició les forces d´atracció es resten i es produeixen les marees de menor amplitud. Són les marees les marees mortes. Cada cicle lunar hi ha doncs dues marees vives i dues marees mortes.

Per a la predicció de les marees existeixen unes taules a partir de les seves amplituds i els seus períodes. Les taules de marees són una eina molt útil per a la navegació.
A nivell biològic les marees representen una font vida per als organismes que viuen a la franja intramareal. L´anar i venir de les masses d’aigua implica l´aport i la resuspensió de les partícules nutritives. Per contra els períodes d’emersió suposen haver de fer-se resistents a la dessecació.

Una altra conseqüència de les marees són les anomenades corrents de marea, això però és una altre històriademar

Oceanografia domèstica (III): Circulació termohalina

Publicat el per
Respon

Els mars i els oceans són percebuts com a enormes masses d´aigua uniformes i connectades entre elles. Malgrat aquest fet, presenten unes característiques molt diferents segons sigui la seva profunditat, la seva latitud o els agents atmosfèrics predominants. L´elevada capacitat calorífica de l´aigua fa que els mars i els oceans actuïn com a un reservori de calor i puguin transportar aquesta energia al llarg del planeta.

La temperatura (termo) i la salinitat (halina) són dos paràmetres que fan modificar la densitat global de l´aigua. El conjunt d´aquest dos factors és el motor de la circulació oceànica a nivell global cosa que té una importància cabdal en la regulació climàtica del planeta.

Els diagrames T-S representen les variacions de la temperatura y la salinitat d´una massa d´aigua.

Les variacions de la temperatura i de la salinitat de l´aigua determinen el moviment de les mateixes en un transport que s´anomena circulació termohalina o Gran Cinta Transportadora Oceànica que, estableix un flux continu d´aigua entre les latituds més elevades i les latituds tropicals. La circulació termohalina forma una gran corrent d´aigües profundes que es retroalimenta amb els corrents superficials.

Aquestes masses d´aigua en moviment a més de la pròpia matèria transporten també grans quantitats d’energia i per tant determinarà en gran mesura la distribució climàtica. El mecanisme és molt vulnerable i petites pertorbacions que poden arribar a produir alteracions amb efectes catastròfics a nivell global.

Circulació termohalina o Gran Cinta Transportadora

 

La circulació termohalina comença allà on es formen aigües profundes. En aquests punts, les variacions de salinitat i temperatura produeixen un augment de la seva densitat que obliga a les masses d’aigua superficials a descendir cap al fons. A les regions polars es formen aigües profundes degut a que la formació de gel fa que augmenti la salinitat. Aquest procés va acompanyat pel descens de la temperatura superficial de l´aigua que també afavoreix l´augment de la seva densitat. Als tròpics l´aigua superficial augmenta la seva salinitat a causa dels processos d´evaporació. A aquestes latituds per a compensar la pèrdua d´aigua, afloren cap a la superfície masses d´aigua provenint dels fons marins.

La circulació termohalina engloba aquests corrents profunds que s’uneixen als corrents superficials en una mena de cinta transportadora planetària. A nivell general, les aigües profundes que es formen al sud de Groenlàndia circulen en profunditat recorrent tot l´Oceà Atlàntic de Nord a Sud i d´allí continuen vers a l´Oceà Índic i Pacífic on a les latituds tropicals ascendeixen fins a la superfície i continuen el en aquesta capa fins a retornar al punt de sortida a l´Oceà Àrtic on s´inicia un nou cicle.

Marinades i terrals

Publicat el per
1

El vent és el moviment de les masses d´aire que es produeix quan apareix un gradient de temperatures o de pressió entre dos punts. Segons això, podem parlar de vents de front, deguts a l’ entrada d´un front i associats a canvis sobtats en la pressió atmosfèrica i de vents tèrmics ,que es formen quan en una àrea, normalment litoral, hi ha una diferencia de temperatura entre una regió i una altre. En general els vents tèrmics, si més no casa nostra, solen ser suaus o moderats i per això en molts indrets se’ls coneix amb el nom de “brises”.

Un dels vents tèrmics més coneguts és el monsó, que durant la seva temporada pot produir estralls allà on es forma, sobretot al sud d´Àsia i a l´Oceà Índic. Com amb tots els vents tèrmics, el monsó s´origina pel fet que la terra s´escalfa i es refreda més ràpid que l´aigua del mar. Durant els mesos càlids, el continent té una temperatura molt més elevada que l´oceà i s´origina un vent que va des del mar fins a terra. Quan aquesta massa d´aire és obligada a ascendir per l´efecte de la orografia, com ara a l´Himàlaia, es refreda, es condensa i produeixen precipitacions catastròfiques. Podríem dir que el monsó és un tipus de brisa a gran escala.

Esquema del funcionament del règim de marinades (dalt) i de terrals (baix)

Els vents tèrmics es formen sobretot a les zones litorals perquè l´aigua i la terra s´escalfen de manera diferent. A l´estiu, durant les hores de Sol la superfície terrestre té una temperatura bastant superior que la superfície del mar. Durant la nit però, la terra es refreda molt ràpidament i la situació s´inverteix ja que a l´aigua del mar li costa molt més refredar-se. Aquest ritme diari produeix que durant les hores de dia, el vent bufi de mar cap a terra, la marinada. Quan el Sol baixa i la terra es refreda apareix el terral, vent de terra cap a mar.

Les brises es produeixen durant tot l´any però són molt més fortes durant la primavera i l´estiu. Les marinades o brises diürnes es formen durant tot el dia. La màxima intensitat però es produeix a partir del migdia i fins a mitja tarda que és quan el Sol escalfa més i, és quan hi ha el màxim desequilibri tèrmic entre la terra i el mar.

L´orientació de la costa catalana en direcció NE-SW fa que a casa nostra les marinades bufin de manera perpendicular a la línia litoral, és a dir, des del SW. Això significa que normalment les marinades van associades al vent de garbí i d´aquí la dita: “El garbí, a les set a dormir”.

Les marinades actuen també com a una amortidor tèrmic. En general a les zones costaneres, la temperatura es més agradable que no pas a l´interior. La marinada és també un vent carregat d´humitat que fa la vida més agradable a la costa i crea un microclima a la serralada prelitoral que permet el desenvolupament d´espècies singulars a pocs quilòmetres de la costa. Per un altre costat, aquesta presencia diària d´aire carregat d´humitat és una defensa força efectiva envers els incendis forestals.

Un fenomen molt semblant són els terrals o brises nocturnes. En aquest cas el vent va en direcció contraria a la marinada. El terral es sol formar en acabar el dia i durant la nit. En aquest cas, la terra es refreda molt ràpidament mentre que la temperatura de l´aigua del mar es manté i és més alta que la de la terra.

La festa de l´escuma

Publicat el per
3

Us heu preguntat alguna vegada com és que l´aigua de mar fa una escuma tan característica quan es remou? Contràriament al que alguns pugueu pensar, l´escuma que produeix el mar és un fenomen natural que no suposa cap risc pels usuaris.

La presència d´escumes en aigües litorals és un fenomen associat a determinades condicions meteorològiques, a la presencia de microorganismes de fitoplàncton i a la degradació de la matèria orgànica. Una petita part de les escumes però, es deu a l´activitat humana.

A la costa gallega, tot i estar en una regió amb elevada productivitat, en època hivernal no hi ha grans proliferacions de fitoplàncton, però si de matèria orgànica que és la responsable de la formació d´escumes. Navegant per un mar d´escuma a les Illes Atlàntiques. Foto: M. Pastoriza

Des del punt de vista físic una escuma es defineix com a un tipus de mescla heterogènia que es produeix quan es formen bombolles d´aire a la superfície d´un líquid agitat i sota la presència d´agents escumats que actuen com a tensoactius en la superfície de contacte de l´aigua amb l´aire. Aquestes substàncies atrapen les molècules d´aire i les envolten d´aigua. Així, l´escuma està constituïda per milions de bombolles d´aire que són capturades per l’agitació de l´aigua i es mantenen gràcies als agents tensoactius. Al tenir menys densitat que l´aigua, les escumes ocupen la part superior de la columna formant una capa que pot ser més o menys gruixuda.

Les escumes es generen per processos naturals relacionats amb la degradació de la matèria orgànica del mar i la producció vegetal pròpia del medi marí. El procés de formació de l’escuma s´afavoreix amb l’agitació que produeixen les onades, l´alcalinitat, la tensió superficial i la quantitat de substàncies orgàniques dissoltes en l’aigua de mar i la temperatura.

La Mediterrània, especialment quan està agitada, forma escumes.

Normalment la formació d´escuma està relacionada amb la producció primària que comporta l´aparició de substàncies dissoltes en l´aigua com ara carbohidrats i proteïnes, lignines, greixos o bé productes de la degradació dels organismes que formen part del plàncton i que actuen com a agents escumants. Segons això, la composició de l´escuma varia segons el lloc i l’activitat biològica de cada indret. Les substàncies contaminants que s´aboquen al mar contribueixen també en la formació d´escumes ja que els microorganismes hi creixen millor, augmenten la densitat de l´aigua i fan mantenir l´escuma més temps. Durant la primavera i la tardor és quan la productivitat del mar és més elevada i és en aquests períodes quan la formació d´escumes és més freqüent.

Tot i que la formació d´escumes és un fenomen natural, la seva aparició determina la percepció que es té sobre la qualitat de l´aigua i té conseqüències negatives en el sector turístic. En aquest sentit caldria educar als usuaris de les platges sobre el significat les l´escuma a les aigües de bany.

En els estudis que s´han realitzat sobre aquest tema s´ha vist que un dels microorganismes relacionats amb la formació d’escumes són les microalques del gènere Phaeocystis. Les proliferacions massives d´aquest organisme del fitoplàncton s´ha relacionat amb la formació d´escumes a la Mediterrània, al mar de Nord o la costa de Nova Gal·les del Sud convertint-se en una veritable festa de l´escuma.

Oceanografia domèstica (2): la temperatura

Publicat el per
4

La temperatura, juntament amb la salinitat són les magnituds físiques que permeten caracteritzar l´aigua dels mars i dels oceans. Aquests dos paràmetres son els responsables de la circulació oceànica global que juga un paper cabdal en la regulació del clima de la Terra.

Quan l´aigua s´escalfa disminueix la seva densitat i quan es refreda la densitat augmenta. Aquest fet contribueix a la circulació general a nivell planetari i a la fertilització dels mars i oceans. A l´hivern, l´aigua superficial es refreda més que les masses d´aigua profunda i es produeix una barreja vertical, ja que l’aigua profunda en ascendir ho fa amb els nutrients sedimentats i, aquests arriben a les aigües superficials on hi ha les condicions fòtiques necessàries per a la producció primària.

Bona part de les característiques físiques de l´aigua de la mediterrania es deuen a l´establiment d´una potent termoclina durant l´estiu.

Els raigs del Sol quan incideixen en la superfície de l´aigua s’absorbeixen en els primers metres de la columna i l´escalfen creant-se així un gradient tèrmic entre l´aigua més superficial (més calenta) i l’aigua més profunda (més freda). A més, segons la latitud l´angle d´incidència varia amb la qual cosa hi ha una diferencia tèrmica considerable entre les aigües equatorials (més calentes i menys denses) i les aigües polars (molt més fredes i més denses).

Salinitat i temperatura són doncs els motors dels corrents marins que redistribueixen a més de matèria, energia i calor a nivell global. La dinàmica d´aquests rius dins el mar es vital per als éssers vius i per a la distribució de les grans àrees climàtiques.

Aquest gradient tèrmic entre les capes d’aigua fa que al llarg de la primavera i especialment a l´estiu es formi en les nostres latituds una termoclina estacional molt ben constituïda. La termoclina és una zona amb una gradient tèrmic molt pronunciat que separa la massa superior d´aigua més calenta, de la capa inferior d´aigua més freda. Quan es comencen a escalfar les capes superficials d’aigua a la primavera es comença a formar la termoclina. A l´estiu, amb un increment de la temperatura en capes superiors, la termoclina queda molt ben definida. A la tardor, amb els temporals, aquesta capa es pot trencar i a l´hivern s´arriba a una situació de temperatura constant al llarg de tota la columna d’aigua i la termoclina desapareix.

Distribució de la temperatura en funció a la profunditat a la mar mediterrània. Noteu la diferència entre l´hivern i l´estiu. Il.lustració: Jordi Corbera Fonat: Mar al fons

En aigües mediterrànies a l´estiu, quan es forma la termoclina, en els primers 25 m de profunditat hi ha una diferència tèrmica d´aproximadament 20º C. En aigües superficials la temperatura es situa al voltant dels 22º C mentre que a 25 m de profunditat aquesta és aproximadament de 5 º C. A partir d´aquest punt la temperatura es manté constant al voltant dels 5 a 6 º C. En canvi, en els mesos d´hivern aquesta termoclina desapareix produint-se una situació de temperatura constant al llarg de tota la columna d´aigua al voltant de 6º C

La formació de la termoclina suposa una barrera entre les masses d’aigua situades a immediatament a sobre, més calentes i per tant menys denses i a sota, menys calentes i per tant més denses que pot afectar a la concentració de diversos paràmetres com ara, la concentració d´oxigen, la disponibilitat de nutrients, la sedimentació de les partícules orgàniques o les restes metabòliques i la penetració de la llum al llarg de la columna d´aigua. Tots aquests paràmetres afecten a la producció primària i contribueixen a la baixa productivitat de les aigües mediterrànies.