Fundamentos de Oceanografía Física: Corrientes, Oleaje y Hielo Marino

Medición de Corrientes

A partir de una serie de mediciones de velocidad, es posible trazar líneas tangentes a los vectores velocidad en cada punto, conocidas como líneas de corriente eulerianas. Por otro lado, las líneas de corriente lagrangianas describen la trayectoria real de las partículas de fluido y se pueden determinar utilizando boyas de deriva.

Las boyas derivantes transmiten telemáticamente su posición a intervalos regulares. Los correntímetros son instrumentos oceanográficos diseñados para medir la dirección y la intensidad de la corriente en un punto fijo dentro de la columna de agua.

Formación y Tipos de Oleaje

El viento ejerce una tensión sobre la superficie del agua (compuesta por una componente tangencial y una normal) que provoca que esta se eleve y se hunda, generando un desplazamiento en la dirección del viento.

El perfil de las olas está determinado por la relación entre su longitud de onda (L) y el doble del radio de la órbita de las partículas (2R):

• Si L/2R < π: la ola tiene un perfil trocoidal estable.
• Si L/2R = π: la trocoide se convierte en una cicloide (cresta aguda).
• Si L/2R > π: la trocoide es inestable y la ola rompe.

Definición de Oleaje

Se define como el movimiento periódico de la superficie del mar que se propaga a una velocidad determinada. Este movimiento provoca que las partículas de agua sigan una trayectoria casi circular en un plano vertical, sin experimentar un desplazamiento neto significativo de su posición original.

Clasificación de Olas según la Profundidad

La velocidad de propagación (celeridad, c) depende de la profundidad (D) y la longitud de onda (L):

• Aguas profundas (D > L/2): c ≈ (gL / 2π)^1/2
• Aguas someras (D < L/20): c ≈ (gD)^1/2

En aguas profundas, también se cumplen las siguientes relaciones aproximadas (con c en nudos, T en segundos y L en metros):

• c ≈ 3.06 * T
• L ≈ 1.56 * T²

Relación entre Viento y Estado del Mar

Las áreas donde ocurre la transferencia de energía del viento al agua se conocen como zonas de generación. Se distinguen dos tipos principales de oleaje:

• El oleaje de mar de viento (o mar local) se forma directamente bajo la acción del viento que sopla sobre la superficie.
• El oleaje de mar de fondo (o mar tendida) es aquel que se ha propagado fuera de su zona de generación y persiste incluso en ausencia de viento local. Generalmente, es más regular y presenta un período más largo que el mar de viento.

Formación y Clasificación del Hielo Marino

El proceso comienza en aguas tranquilas con la formación de pequeños cristales de hielo en forma de disco (2-3 mm), que crecen y se agrupan formando estructuras alargadas conocidas como hielo frazil (frazil ice).

Estos cristales coagulan, creando una capa superficial similar a una sopa espesa denominada grasa de hielo (grease ice), de apariencia aceitosa.

Al congelarse entre sí, forman una corteza elástica y delgada llamada nilas. Según su transparencia y espesor, se distinguen:

• Nilas oscuras (dark nilas): Transparentes, de hasta 5 cm de espesor.
• Nilas claras (light nilas): Más opacas y claras, de 5 a 10 cm de espesor.

Posteriormente se forma el hielo joven (young ice), que incluye:

• Hielo gris (grey ice): De 10 a 15 cm de espesor, es menos elástico que las nilas y se rompe fácilmente con el oleaje.
• Hielo blanco-grisáceo (grey-white ice): Alcanza entre 15 y 30 cm de espesor.