Cap 1 Hidrodinamica de Lagunas Costeras.pdf

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Cap. 2 Agentes de la Dinámica y sus Efectos a) del 70 % al 80 % de las fluctuaciones de nivel de la superficie del agua en el interior de la laguna, en los periodos de 4 a 21 dias; y b) del 36 % al 56 % de la variabilidad de las corrientes residuales en el mismo lugar, para dichos periodos. 2.4 Gradientes de Densidad Hesselberg y Sverdrup (1914) establecen que la densidad de una masa de agua de mar está determinada exclusivamente por su temperatura, salinidad y presión {σ t = f (T,S,P)}. Para el caso de las lagunas costeras, por ser en general muy someras, la influencia de las variaciones verticales de presión en la densidad son despreciables, y ésta se encuentra únicamente determinada por la temperatura y la salinidad {σ t = f (T,S)}. Estas dos últimas variables (T y S) son en general independientes entre sí, de manera que los gradientes de densidad en las lagunas costeras se generan indistinta e independientemente por los gradientes de salinidad o de temperatura. En las lagunas costeras estuarinas, las descargas de agua dulce de ríos producen gradientes de salinidad significativos que predominan respecto de los gradientes de temperatura en la producción de gradientes de densidad. Por el contrario, en las lagunas costeras no-estuarinas de zonas áridas semi-tropicales (con calentamiento solar significativo) y en los fiordos de latitudes altas en invierno (en que su superficie y los ríos afluentes se congelan), los gradientes de temperatura son los predominantes en la producción de los gradientes de densidad. A continuación se analiza separadamente la influencia de ambos agentes en la generación de los gradientes de densidad, los fenómenos de que dependen, y sus posibles interacciones,. 2.4.1 Por Variaciones de Salinidad En un volumen de agua de mar, en que la cantidad de masa de sal permanece supuestamente constante, la única forma en que su salinidad varíe, es mediante el aumento o disminución de la cantidad de agua dulce presente en ella. Pero en una laguna costera, la masa de sal varía con el agua de mar que entra y sale a través de la boca por efecto de la marea. Sin embargo, para períodos cortos (del orden de días), las fluctuaciones en la salinidad media así inducidas suelen ser menores en magnitud que las debidas al aumento o disminución de la cantidad de agua dulce. 2.4.1.1 Influencia de Evaporación, Precipitación, y Afluentes En las lagunas costeras hay 3 fuentes naturales posibles de variación de la cantidad de agua dulce: evaporación, precipitación y descargas de afluentes; En las estuarinas las descargas de afluentes son el factor predominante, en comparación con la evaporación y la precipitación, en la producción de fluctuaciones en la cantidad de agua dulce, que inducen variaciones de salinidad en la cuenca. En las no-estuarinas no hay ríos afluentes y particularmente en las estaciones del año o regiones con precipitación escasa (Baja California por ejemplo), la evaporación es la única fuente de variaciones de agua dulce que inducen fluctuaciones de la salinidad en la cuenca. 2.4.1.1.1 La Evaporación y sus Agentes 65
Hidrodinámica de Lagunas Costeras La evaporación lineal se puede cuantificar a partir de mediciones de variables oceanográficas y meteorológicas, como se explica en la Sección 2.3.1.1., y depende , en orden de importancia de los siguientes agentes: a) velocidad del viento b) humedad relativa del aire, y c) diferencia entre temperatura de la superficie del agua y del aire circundante En el caso de las lagunas costeras no-estuarinas, en que la evaporación es predominante en la producción de gradientes de salinidad, estos también dependerán en consecuencia de los mismos agentes anteriores. El volumen de agua dulce evaporado Ve en un tiempo T depende de la extensión del área superficial A del cuerpo de agua: Ve = E × A × T 2.4.1.1.2 Casos Estuarino y No-Estuarino en Escalas Temporales En escalas de tiempo largo (meses, estaciones del año) las variaciones de salinidad (y los gradientes de densidad que estas inducen) dependen prioritariamente del intercambio de volúmenes de agua salada con el mar producido por la marea en los casos no-estuarinos, y compartidamente con las fluctuaciones estacionales en las descargas de agua dulce de afluentes en los casos estuarinos. En escalas de tiempo corto (dias, semanas) estas variaciones y gradientes inducidos dependen prioritariamente de las fluctuaciones en las descargas de agua dulce de los afluentes y las precipitaciones en los casos estuarinos, y exclusivamente en la evaporación en los casos no-estuarinos. 2.4.2 Por Variaciones de Temperatura En una masa m de agua de mar, un aumento o descenso ∆T en su temperatura, está dado por (Zemansky, 1957): Q ∆T = (2.63) mC p siendo C p el coeficiente de calor específico a presión constante (en primera aproximación independiente del tiempo), y Q el calor absorbido o cedido por la masa de agua. 2.4.2.1 La Transferencia de Calor y sus Mecanismos El calor puede transferirse desde o hacia la masa de agua por los siguientes mecanismos de transporte: a) conducción (por partículas de materia, usualmente electrones, microscopicamente), b) convección (por partículas de materia, usualmente moléculas, macroscopicamente), y c) radiación (por ondas electromagnéticas, usualmente en el infrarrojo). Para el agua en las lagunas costeras, los siguientes procesos, según orden de importancia, dan lugar al transporte (ingreso o egreso) de calor: 66
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