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La oceanografía física ye l'estudiu de condiciones físiques y procesos físicos dientro del océanu, especialmente los movimientos y propiedaes físiques d'agües d'océanu.
La oceanografía física ye unu de dellos subdominios en que s'estrema la oceanografía. Otros inclúin oceanografíes biolóxiques, químiques y xeolóxiques.
El pioneru oceanógrafu Matthew Maury dixo en 1855 "El nuesu planeta ta investido con dos océanus grandes; unu visible, l'otru invisible; unu baxu nuesu, l'otru eleváu; unu dafechu desenvueltu, l'otru cubriendo aproximao dos tercios de la so superficie." La función fundamental de los océanus en conformar al planeta reconocida por ecólogos, xeólogos, meteorólogos, climatólogos, xeógrafos y otros comenenciudos nel mundu físicu. Una Tierra ensin los océanus verdaderamente sería irreconocible.
Aproximao 97% de l'agua del planeta ta nos sos océanus, y los océanus son la fonte de la vasta mayoría de vapor d'agua qu'entiesta na atmósfera y cai n'agua o nieve nos continentes.[1][2] La capacidá térmica enorme de los océanus modera'l clima del planeta, y la so absorción de dellos gases afecta la composición de l'atmósfera.[2] La influencia del océanu estiende inclusive a la composición de roques volcániques al traviés del fondu del mar por metamorfismu, según a aquello de magmes y gases volcánicos creaes en zones de subducción.[2]
Los océanus son lloñe más fondos que los continentes son altos; exame de la curva hipsográfica de la Tierra amuesa que la elevación mediana de Tierra ye namái 840 m (2,760 ft), mientres la fondura mediana del océanu ye 3.800 m (12,500 ft). Anque esta discrepancia aparente ye grande, pa dambes tierra y mar, los estremos respeutivos como montes y trincheres son raros.[1]
| Cuerpu | Área (106km²) | Volume (106km³) | Fondura media (m) | Máximu (m) |
| Océanu Pacíficu | 165.2 | 707.6 | 4282 | -11033 |
| Océanu atlánticu | 82.4 | 323.6 | 3926 | -8605 |
| Océanu Índicu | 73.4 | 291.0 | 3963 | -8047 |
| Océanu del sur | 20.3 | -7235 | ||
| Océanu árticu | 14.1 | 1038 | ||
| Mar de Caribe | 2.8 | -7686 |
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Por cuenta de que la vasta mayoría del volume de los océanus nel mundu tien muncha agua del fondu, la temperatura medio ye baxa; aproximao 75% del volume del océanu tien una temperatura de 0° – 5 °C (Pinet 1996). Les mesmes cayíes de porcentaxe nuna gama de salín ente 34–35 ppt (3,4–3,5%) (Pinet 1996). hai inda bastante variación, aun así. Les temperatures de superficie pueden variar dende embaxo conxelándose cerca de los polos hast 35 °C en mares tropicales acutaos, mientres el salín puede variar de 10 a 41 ppt (1,0–4,1%).[3]
La estructura vertical de la temperatura puede ser estremada en trés capes básiques, en superficie capa mista, onde los gradientes son baxos, una termoclina onde los gradientes son altos, y un abismu pocu estratificado.
En términos de temperatura, les capes del océanu son altamente dependiente de la llatitú; la termoclina ta pronunciada nos trópicos, ya inesistente n'agües polares (Marshak 2001). El haloclina de normal xaz cerca de la superficie, onde la evaporación llevanta salín nos trópicos, y agua duce esleir en rexones polares.[3] Estes variaciones de salín y temperatura con fondura camuden la densidá de mares, creando'l picnoclina.[1]
La enerxía pa la circulación oceánica (y pa la circulación atmosférica) provién de la radiación solar y de la enerxía gravitacional del sol y lluna.[4] La cantidá de lluz solar absorbida na superficie varia fuertemente cola llatitú, siendo más grande nel ecuador que nos polos, y esto nicia movimientos de fluyíu en dambes l'atmósfera y océanu redistribuyen calor del ecuador escontra los polos, amenorgando los gradientes de temperatura qu'esistiríen n'ausencia de movimientos de fluyíu. Quiciabes trés partes d'esi calor ye lleváu a l'atmósfera; el restu mover nel océanu.
L'atmósfera ta calecida dende embaxo, que dirixe la conveición, la espresión más grande del cual ye la circulación de Hadley. Por contraste l'océanu ta calecíu de riba, que tiende en suprimir la conveición. Sicasí nos océanus l'agua fondo formar en rexones polares onde agües salobres fríes mover n'árees bastante acutaes. Esto ye'l principiu de la circulación termohalina.
Les corrientes oceániques son en gran parte conducíes pola tensión del vientu na superficie marina; por ello a grandes escales la circulación atmosférica ye importante pa entender la circulación oceánica. La circulación de Hadley lidera a los vientos del este nos trópicos y del oeste en llatitúes medies. Esto retrasa los fluxos ecuatoriarles perdayures y na mayoría de les cuenques subtropicales (l'Equilibriu de Sverdrup). El fluxu de regresu asocede nuna intensa, estrecha, corriente de cantu occidental. Como l'atmósfera, l'océanu ye lloñe más anchu que fondu, y de ende'l movimientu horizontal ye polo xeneral muncho más rápido que los movimientos verticales. Nel hemisferiu sur hai una petrina continua d'océanu, y por ello les fuercies de midia latitud oestes fuercen la fuerte aCorriente antártica circumpolar. Nel hemisferiu norte les mases de tierra torguen esto y la circulación d'océanu ta rotu a más pequeñu xiros nes cuenques Atlántica y Pacífica.
El efeutu Coriolis resulta nuna deflección de fluxos fluyíos (a la derecha nel Hemisferiu Norte y a la izq. nel Hemisferiu Sur). Esto tien efeutos fondos nel fluxu oceánico. En particular significa'l fluxu va alredor de sistemes de presión alta y baxa, dexándo-yos persistir en periodos llargos de tiempu. Como resultancia, les variaciones minúscules en presión pueden producir corrientes medibles. Una rimada d'una parte nun millón n'altor de superficie del mar, por casu, va resultar nuna corriente de 10 cm/s en llatitúes medies. El fechu que l'efeutu Coriolis ye más grande nos polos y débiles nel ecuador resulta en corrientes relativamente estabilizaes del cantu occidental ausentes en cantos orientales. Tamién ver efeutos de circulación secundaria.
El tresporte Ekman nel tresporte netu d'agua de superficie 90 graos a la derecha del vientu nel Hemisferiu Norte, y 90 graos a la izquierda del vientu nel Hemisferiu Sur. Cuando sopla vientu al traviés de la superficie del océanu, él "raspia" sobre una capa delgada de l'agua de superficie. De la mesma, aquella capa delgada d'agua tresfier enerxía de movimientu a siguiente la capa delgada debaxo de sigo. Aun así, debíu al efeuto Coriolis, la direición de viaxe de les capes d'agua muévense adulces más alloñáu y más alloñáu a la derecha cuando consiguen más fondura nel Hemisferiu Norte, y a la izquierda nel Hemisferiu Sur. En más casos, la capa bien inferior d'agua afeutada pol vientu ye nuna fondura de 100 m – 150 m y ta viaxando aproximao 180 graos, dafechu opuestos de la direición que'l vientu ta soplando. Polo xeneral, el tresporte netu d'agua sería 90 graos de la direición orixinal del vientu.
La Circulación Langmuir resulta de circulación con escurrimientu de rayes delgaes , visibles, llamaos windrows na superficie del océanu paralelu a la direición del vientu. Si'l vientu sopla con más de 3 m s−1, pueda crear windrows paraleles alternes en xubi y baxa d'aproximao 5–300 m aparte. Estos windrows crea célules axacentes ovulares d'agua (estendiendo a aproximao 6 metros (19,6850394 pies) m (20 ft) de prof.) alternando rotaciones nel sentíu de les manes del reló y y en contra. Nes zones de converxencia, espluma y algues acumulaes, mientres nel plancton de zones de la diverxencia ta coyíu y lleváu a la superficie. Si hai enforma plancton na zona de diverxencia, entós de cutiu hai pexes atraíos p'alimentase.
Na interfase océanu-atmósfera, l'océanu y l'atmósfera intercambien fluxos de calor, mugor y momentu.
Los términos de calor importante na superficie son el fluxu de calor sensible, el fluxu de calor latente, y la radiación solar entarnte y el balance de radiación de oondas llargues (infrarroxu). Polo xeneral, los océanus tropicales van tender a amosar un beneficiu netu de calor, y los océanus polares una perda neta, la resultancia d'una tresferencia neta d'enerxía nos océanus.
Los océanus pola so capacidá térmica grande modera'l clima de les árees axacentes a los océanus, dirixendo a un clima marítimu en tales allugamientos. Esto pue ser un resultáu d'almacenamientu de calor pel branu y lliberación pel hibiernu; o de tresporte de calor d'allugamientos más tibios: un exemplu particularmente notable d'este ye Europa Occidental, que ta calecíu siquier en parte pol drift atlánticu del norte.
a ordenes de metro per segundu; corrientes d'océanu del orde de cm / s. D'ende del puntu de vista de l'atmósfera, l'océanu puede ser consideráu conducentemente estacionariu; del puntu de vista del océanu, l'atmósfera impon una tensión de vientu significativa na so superficie, y esto fuercia corriente d'escala grande nel océanu.
Al traviés de la tensión de vientu, el vientu xenera ola de superficie del océanu; les foles más llargues tienen una velocidá de fase que tiende escontra la velocidá del vientu. El momentu de los vientos de superficie ta tresferíu a la enerxía flux poles foles de superficie del océanu. L'aumentáu roughness de la superficie d'océanu, pola presencia de les foles, camuda'l vientu cerca la superficie.
L'océanu puede llograr mugor d'agües, o perdela al traviés d'evaporación. La perda por evaporación dexa l'océanu más salobre; los Golfu mediterraneu y persa por casu tienen fuerte perda por evaporación; la columna resultante d'agua salobre trupa pue ser alcontráu al traviés del estrechu de Xibraltar al océanu Atlánticu. Créese que precipitación/evaporación foi la mayor conductora importante de corrientes oceániques; agora sábese que namái ye un factor bien menor.
Una onda Kelvin ye cualquier onda progresiva ondulatoria ente dos cantos o fuercies opuestes (de normal ente la fuercia de Coriolis y llinies costeres o l'ecuador). Hai dos tipos, costeros y ecuatoriales. Les ondes Kelvin son conducíes por gravedá y son non dispersivas. Esto significa que les eses ondes pueden retener la so forma y direición en periodos llargos de tiempu. Son de normal creaos por un cambéu repentín nel vientu, como'l cambéu de vientos a principios d'El Neñu- Oscilación del Sur.
Les ondes Kelvin costeres siguen les llinies costeres y siempres s'arrobina en direición Sentíu del reló contraria de les aguyes de reló nel hemisferiu Norte (cola llinia costera a la derecha de la direición de viaxe) y nel sentíu de les manes del reló nel hemisferiu Sur.
Les ondes ecuatoriales Kelvin arrobinar del este en dambos hemisferio Norte y Sur, usando al ecuador como guía.
Les ondes Kelvin tienen velocidaes bien altes, típicamente alredor 2–3 m per segundu. Tienen llonxitúes d'onda de miles de quilómetros y amplitúes de decenes de metros.
Les ondes Rossby, o ondes planetaries son ondes enormes , lentes xeneraes na troposfera por diferencies de temperatura ente l'océanu y los continentes. La so importante restauración de fuercies ye pol cambéu na fuercia de Coriolis cola llatitú. Los sos amplitúes ondulatories son de normal de decenes de metros y llonxitúes d'onda bien grandes. Topar de normal en baxes o medies llatitúes.
Hai dos tipos d'ondes Rossby, les barotrópicas y les baroclinas. Les ondes barotrópicas Rossby tienen les velocidaes más altes y nun varien verticalmente. Les ondes baroclinas Rossby son muncho más lentes.
La especial identificación carauterística de les ondes Rossby ye que la velocidá de fase de cada onda individual siempres tien un componente escontra l'oeste, pero la componente tien velocidá de grupu pue ser en cualquier direición. De normal les más curties ondes Rossby tienen una componente este de velocidá de grupu y les más llargues tienen una velocidá de grupu escontra l'oeste.
La interacción de circulación d'océanu, que sirve como tipu de bomba de calor, y efeutos biolóxicos como la concentración de dióxidu de carbonu puede resultar en cambeos de clima global nuna escala de tiempu de décades. Ye sabíu qu'oscilaciones climátiques resulten d'estes interacciones, incluyendo la Oscilación decadal Pacific, Oscilación del Atlánticu norte, y la Oscilación Ártica. El procesu oceánicu de la circulación termohalina ye una componente significativa de redistribución de calor al traviés del globu, y los cambeos nesta circulación pueden tener impautos importantes al clima.
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