La oceanografía física estudia todas las formas de movimiento en el océano. Relaciona las observaciones del movimiento con las leyes físicas (tal como, la Ley de Newton, que si una fuerza actúa sobre un cuerpo de masa m, este experimenta una aceleración a de manera que F = m a ).
(Nota: Para el estudiante matemáticamente los caracteres en negritas en esta clase y las siguientes denotan cantidades vectoriales, mientras que los caracteres en cursiva representan cantidades escalares. Si no sabe lo que esto significa, no se desespere, esto es una cuestión de usar la notación correcta más que la importancia práctica para este tópico.)
El sistema de viento predominante es la fuerza impulsora principal de las corrientes oceánicas. La figura 2.1 muestra que en el océano abierto los vientos son casi zonales (soplando de este a oeste). Los Vientos Alisios son vientos que vienen del este en las regiones tropicales y subtropicales (entre 30ºN y 30ºS). Existen regiones de condiciones eólicas extremadamente uniformes, en donde el viento sopla constantemente en la misma dirección con una fuerza moderada durante el año. Los Vientos Alisios de los dos hemisferios están separados por una región de calmas y vientos débiles y variables, (Doldrums), cerca de 5ºN.
Figura 2.1
Entre los 30º y 65º están los vientos provenientes del oeste. Estos vientos son más fuertes en invierno que en verano y ocupan regiones de frecuentes tormentas. Hacia los polos por los 65º la dirección del viento de nuevo se revierte y los vientos polares del este soplan en dirección este a oeste.
Las desviaciones de la dirección zonal del viento se encuentran cerca de los continentes. Estas son particularmente llamativas a lo largo de la costa este de los océanos en las zonas tropicales y subtropicales en donde los vientos soplan paralelamente a la costa hacia el ecuador. La distribución actual de tierra y agua determina la respuesta del océano a los vientos. Esta distribución, determina las subdivisiones más importantes de los océanos, el Pacífico, el Índico y el Atlántico. La región de cada océano alrededor de la Antártica se conoce como el Océano Austral o del Sur.
Figura 2.2
La figura 2.2 es un mapa de corrientes superficiales. La acción combinada de los vientos alisios y los vientos del oeste produce grandes giros, con sentido de rotación horaria en el hemisferio norte, y anti-horaria en el hemisferio sur, conocidos como los giros subtropicales. Un giro subpolar se produce en el Océano Pacífico norte por la acción combinada de los vientos del oeste y los polares del este; consistiendo en la Corriente de Oyashio, la Corriente del Pacífico Norte y la Corriente de Alaska. Una indicación de un giro subpolar también se ha visto en el Océano Atlántico norte (rotación antihoraria en el sistema de corrientes que incluye la Corriente del Atlántico Norte, la Corriente Oriental de Groenlandia y la de Labrador). La región subpolar del hemisferio sur no tiene barreras continentales y por lo tanto está dominada por la Corriente Circumpolar Antártica.
Nota: La convención para indicar la dirección de las corrientes oceánicas difiere de la convención que se usa para las direcciones del viento. Un viento del oeste (westerly en inglés) es un viento que sopla desde el oeste y va hacia el este. Una corriente oeste (westward en inglés) es una corriente que viene del este y fluye hacia el oeste.
Esto puede causar confusión a la gente que raramente, si alguna vez, va al mar; pero se entiende y se recuerda fácilmente cuando está relacionado con la experiencia práctica con los vientos y las corrientes oceánicas. En tierra, es importante saber de donde sopla el viento: cualquier barrera contra el viento se debe levantar en esta dirección. Hacia donde va el viento no tiene consecuencia alguna. En el mar, la información importante es hacia donde va la corriente: una nave expuesta a la corriente de deriva tiene que permanecer bien alejada de obstáculos en su curso. De donde viene el agua es algo irrelevante.
(M. Tomczak and J. S. Godfrey: Regional Oceanography: an Introduction. Pergamon, New York (1994), 422 pp.)
Así que recuerde: westerly (en inglés) significa que viene del oeste, westward (en inglés) significa que va hacia el oeste.
Una característica de notar es que como regla general las corrientes a lo largo de las costas occidentales de las cuencas oceánicas son mucho más estrechas y más intensas que las corrientes en el resto del océano. Las velocidades típicas de las corrientes en la superficie en el océano abierto son de 0,2 - 0,5 m s-1 (alrededor de 1 km h-1). En las corrientes de las fronteras occidentales las velocidades son cercanas a 2 m s-1 (alrededor de 7 km h-1). Estas diferencias en la intensidad de la corriente no aparecen en la mayoría de los mapas de corrientes superficiales.
El Océano Índico está dominado por la reversión estacional del viento (los Monzones) y una reversión correspondiente de las corrientes superficiales. La figura 2.2 muestra la situación durante la estación del monzón del suroeste en el que se suprime la Contracorriente Ecuatorial y la circulación en el Océano Índico norte difiere perceptiblemente de la de las otras cuencas oceánicas.
Justo como en la atmósfera, donde los sistemas de viento se conectan a los patrones de presión atmosférica, las corrientes oceánicas se conectan a los patrones de presión en el océano. La presión a cualquier profundidad en el océano está determinada por el peso del agua arriba, la cual está determinada por la densidad del agua, la cual a su vez depende de la temperatura del agua y de la salinidad. Se encuentra que las corrientes oceánicas se pueden determinar midiendo la temperatura y la salinidad, una tarea infinitamente más fácil que la medición directa de la corriente. Es por lo tanto apropiado dar vuelta a una discusión de las propiedades básicas del agua de mar antes de proceder con una discusión de la circulación oceánica y las leyes físicas que la gobiernan. Éste es el tema de la clase siguiente.