Limno - T2: el medio físico

La molécula del agua…

• Tiene estructura dipolar.

• Forma puentes de hidrogeno en agua liquida.

• En forma solida tiene las moléculas mas separadas.

Qué es el calor específico?

Número de calorías necesarias para que aumente un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua.

El agua es mal transmisor de calor por su alto calor específico.

Qué es el calor latente?

Es la energía liberada o absorbida en la transformación del agua de un estado a otro.

¿Porque se dice que el agua es amortiguador térmico?

Porqué tiene una menor oscilación de la temperatura y menos amplitud térmica.

¿Que tipo de variaciones térmicas tiene el agua?

Variaciones térmicas suaves debido a la capacidad del agua de absorber mucho calor con pequeños aumentos de temperatura. Es decir, se enfrían y calientan con lentitud.

¿Qué relación tienen la densidad y la temperatura?

Tienen una relación inversa: cuando aumenta la densidad disminuye la temperatura, y viceversa.

¿Porque sucede la estratificación de aguas?

Porque hay aguas a distintas temperaturas. El agua caliente es menos densa que el agua fría.

¿Que implicaciones tiene el agua por ser menos densa en estado sólido?

El hielo actúa como un aislante térmico, pues flota y forma una capa sobre el agua, y evita que siga disminuyendo la temperatura debajo, así sosteniendo la vida acuática.

¿Que es la estratificación térmica?

Son capas de diferente temperatura que dividen un fluido.

¿Que causa la fuerte absorción de radiación térmica en aguas?

Ya que la radiación térmica se queda en la superficie, sin alcanzar profundidad, se produce un gradiente térmico por la diferencia de temperatura.

¿Que es la viscosidad?

Es la oposición que ofrece un liquido a fluir libremente. En agua es elevada debido a los puentes de hidrogeno.

¿Que relacion tienen la densidad y la salinidad?

Tienen una relación lineal exponencial. Las aguas salinas son más densas.

¿Como se relaciona la temperatura con la densidad y salinidad?

A mayores valores de sal y densidad, el agua tiene menor temperatura.

¿Que implicaciones tiene la viscosidad en la flotabilidad?

La viscosidad causa que la fuerza de gravedad sea casi despreciable en el agua, por lo que permite a los organismos estar “suspendidos“ en el agua. Gracias a esto, los organismos acuáticos necesitan menos estructuras de sustentación.

¿Que implicaciones tiene la viscosidad en el desplazamiento?

Produce una resistencia de fricción, por lo que desplazarse requiere más energía. Para minimizar este gasto los organismos tienen formas corporales hidrodinámicas.

¿Qué relación tienen la viscosidad y la temperatura?

Tienen una relación inversa.

¿Para que sirve el número de Reynolds?

Sirve para calcular la relacion entre fuerza de inercia y la viscosidad del agua. Nos dice como de grande o turbulento es un movimiento.

Tensión superficial

Superficie tensada del agua producida por las moléculas superficiales que se atraen débilmente con las del aire, pero fuertemente con las de abajo, por lo que son desplazadas hacia abajo.

¿Se disuelven bien los gases en el agua?

Depende de la temperatura del agua. La solubilidad de gases disminuye con la temperatura. El calor aumenta la energía cinética de los gases y as partículas se mueven mas y se escapan.

¿Que es la atenuación?

Es la disminución del % de radiación con la profundidad.

¿Que sucede con la radiación al incidir sobre un cuerpo de agua?

La radiación puede sufrir reflexión, dispersión por el agua si es de onda corta, y absorción si es de onda larga.

¿Cuál es la radiación mas penetrante?

La luz azul llega mas profundo que las otras.

¿Cual es la radiación que desaparece primero?

La luz roja, hasta unos 10 metros.

¿Cual es la radiación que permanece en superficie?

La radiación infrarroja.

Radiación reflejada

O Albedo. Radiación que es reflejada dependiendo del angulo de incidencia, su color y la rugosidad de la superficie. La superficie acuática que mas refleja es la nieve, y la que menos el mar abierto.

Radiación absorbida

Las moléculas de agua guardan la radiación en forma de calor. La absorben también moléculas orgánicas y las partículas fotosintéticas (fitoplancton); pero no en su totalidad.

Radiacion dispersada

Dispersada por moléculas de agua y particulas en suspensión. El tipo de radiacion dependerá de su longitud de onda y la partícula sobre la que incide.

Radiación transmitida o penetrante.

Aquella que no ha sido reflejada, absorbida ni reflejada durante su viaje a través del agua.

¿Que es el coeficiente de extinción vertical?

Es un valor K_p que indica cuanto se atenua la luz a medida que penetra en el agua, es decir, mide la perdida de intensidad de a luz con las profundidad.

¿Que indica un mayor K_d?

Menos luz penetra en el agua. Lo que es señal de eutrofización (por exceso de nutrientes), sedimentación y erosión, y contaminación.

¿Que indica un menor K_p?

La luz lega mas profundo, lo que indica aguas transparentes y saludables.

¿Para que sirve el coeficiente de extinción vertical?

Puede determinar la zona eufotica, puede medir la transparencia del agua usando el disco de Secchi, para estudiar/modelar la productividad primaria y para evaluar la calidad del agua.

¿Que consecuencias ecológicas tiene un K_d alto?

Desaparece la zona fótica, hay una perdida de la biodiversidad, causa estrés para los peces y calentamiento superficial.

¿Como se produce la estratificación estival?

Ocurre debido a una termoclina y a que la radiación térmica (onda larga) tiene un alto coeficiente de extinción vertical. El gradiente térmico produce tres capas: el epilimnion, el metalimnion y el hipolimnion.

Epilimnion

Es la capa superior donde esta el agua caliente (menos densa).

Metalimnion

Zona de transición donde va descendiendo la temperatura. Aquí se encuentra la termoclina.

Hipolimnion

Capa inferior donde esta el agua más fría (más densa).

Lago dimictico

Lago que tiene dos épocas de mezcla completa: en otoño y primavera. Suele ocurrir en lagos en zonas templadas.

Lago monomíctico

Lago con una sola etapa de mezcla. Los lagos en zonas muy cálidas tienen una termoclina en verano, y aquellos en zonas frías tienen una termoclina en invierno.

Lago meromíctico

Lago con capas que no se mezclan debido a un gradiente constante de densidad en el fondo por una termoclina. Forma un monimolimnion al fondo.

Lago amíctico

Lago cubierto por una capa de hielo de forma permanente, por lo que uso aguas no se mezclan.

Lago polimíctico

Tiene varias etapas de mezcla al año, debido a que son muy someros o por la acción del viento.

¿Que puede determinar la acción del viento en un lago somero?

Realiza una mezcla efectiva de la columna de agua y la resuspension de sedimento, es decir, causa que la termoclina desaparezca y pone los nutrientes a dispositivos.

¿Que puede generar en un lago la exposicion al viento?

Puede producir una serie de olas, las cuales si tienen cierta altura pueden crear una turbulencia dentro del agua y remover los sedimentos del fondo.

Lago holomíctico

Las aguas se mezclan al menos una vez al año; sino, están estratificadas.

Lago meromíctico

Las aguas no se mezclan completamente. Hay una capa inferior muy salina (monimolimnion) que no se mezcla con la superior (mixolimnion), las cuales están separadas por una haloclina o termoclina. La capa superior puede actuar como lago holomíctico.

En un lago meromíctico, ¿qué indica una alta salinidad en el fondo?

Presencia de una quimioclina.

En un lago meromíctico, ¿Qué indica bajos niveles de O2 en el fondo?

No hay O2 disuelto pues el agua no se renueva y no se logra oxigenar, debido a la presencia de una clina. Son condiciones de anoxia.

En un lago meromíctico, ¿Qué indica ausencia de clorofila en el fondo?

No hay organismos fotosintéticos (vivos). Ya que no hay O2 y no pueden atravesar la quimioclina.

Clina

Un gradiente fuerte en una distancia vertical corta. Es una capa de transición donde hay un cambio brusco de condiciones.

Picnoclina

Clina formada por un gradiente de densidad.

Haloclina

Clina formada por un gradiente de salinidad.

¿Que determina cambios de salinidad en la superficie?

El calentamiento diferencial de la superficie y las diferencias de evaporación y precipitación latitudinales.

Fuerzas de Coriolis

Efecto aparente, consecuencias de la rotación terrestre, de la desviación de objetos desplazados una larga distancia, como vientos o corrientes oceánicas.

Mareas

Ocurren por la gravedad de la luna y el sol. Los cambios de nivel del mar suelen ocurrir dos veces al día.

Mareas semidiurnas

Tiene dos mareas altas y dos bajas, ambas de la misma altura.

Mareas mixtas

Las primeras dos mareas, alta y baja, son de mayor amplitud que las siguientes dos.

Mareas diurnas

Una sola marea alta y una sola marea baja.

Afloramiento costero

Aguas profundas que surgen a la superficie. Son ricas en nutrientes y ocurren según las corrientes y el transporte de Ekman.

Espiral Ekman

Columna de agua giratoria que se forma cuando le agua se mueve en angulo respecto a la dirección del viento debido al efecto Coriolis.

¿Qué relación hay entre afloramientos y los caladeros?

Los nutrientes que se acumulan en el fondo marino son transportados por las corrientes frías que circulan por abajo, y surgen con los afloramientos. Esto provoca una gran aparición de organismos y redes tróficas.

Giro

Vértices de gran magnitud creados por la convergencia de las principales aguas superficiales y la fuerza de Coriolis. Donde ocurren el agua se sumerge y causa que sean pobres en nutrientes.

¿Como ocurre la surgencia o afloramiento?

Ocurre debido al viento que sopla paralelo a la costa y empuja las aguas superficiales hacia el mar abierto, lo que crea un “vacio“ que es llenado por las aguas profundas, así emergen a superficie.

¿Como ocurre el downwelling (giros)?

Ocurre donde convergen las corrientes superficiales. Ese agua que converge no tiene donde ir sino abajo, por lo que se hunde.

Flujo laminar

Tipo de flujo en el cual cada molécula tiene el mismo movimiento en su conjunto, se mueven en capas paralelas sin mezclarse significativamente. Es ordenado y suave.

Flujo turbulento

Flujo en el cual las trayectorias y velocidades de cada molécula varían dentro del conjunto, y se forman remolinos que mezclan constantemente el agua. Es caótico e irregular.

¿La velocidad varía con la profundidad?

Sí. En superficie va más rápido por la ausencia de obstáculos; y en profundidad va más lento pues va en contacto con el lecho del rio y hay una fina capa que no se mueve.

Estuario bien mezclado

La fuerza de las mareas es muy intensa y mezcla completamente el agua. No hay gradiente vertical de salinidad, solo horizontal

Estuario

Es la manifestación de un proceso de cambio. El agua dulce se mueve hacia fuera en superficie y se mezcla progresivamente con el agua del mar, generándose una corriente profunda de agua marina en direccion al rio. Así el rio afecta a la ascensión de aguas marinas que pueden ser ricas en nutrientes. Si se combina con un afloramiento costero puede potenciar o acelerar la aportación de nutrientes a la zona fótica.

Estuario mezcla parcial

La energía de las mareas rompe la estratificación, provocando una mezcla vertical. La salinidad aumenta hacia el mar.

Estuario cuña salina

El agua fluye sobre una cuña de agua salada, que penetra desde el mar por el fondo. Hay una fuerte estratificación y poca mezcla vertical.

Valor k

Suma de varios componentes absorben la luz a distintas longitud de onda. k_w (agua) + k_p(particulas) + k_d (sustancias disueltas)

Zona eufótica (Z_eu)

Profundidad donde llega el 1% de la radiación incidente en superficie, y es donde mas se realiza actividad fotosintética.