Temperatura potencial

Temperatura potencial La temperatura de una parcela del océano de las capas profundas será afectada por la presión.

El concepto de temperatura potencial se deriva de la primera ley de la termodinámica, la que se puede expresar como:

ΔE = ΔQ + ΔW

donde E es la energía interna por unidad de masa, Q es la cantidad de calor proporcionado por unidad de masa, y W el trabajo hecho por unidad de masa. Los procesos termodinámicos pueden ser adiabáticos o isotérmicos. En los procesos adiabáticos no hay intercambio de calor con los alrededores (Q = 0). Un elemento de agua de mar que se mueve adiabáticamente de una punto de presión a otro de diferente presión experimentará una expansión o una compresión debido a W. Cuando un elemento de agua de mar se expande adiabáticamente su temparatura decrece (disminuye la energía interna); lo contrario sucede cuando un elemento de agua de mar se comprime adiabáticamente (el caso de las capas profundas). Dado que los cambios de temperatura debidos a los procesos de expansión o compresión adiabáticos no interesan al seguir las propiedades del agua de mar, en oceanografía se define la propiedad temperatura potencial, la que si se conserva al seguir el elemento de fluido, para comparar la temperatura del agua a un punto de presión con respecto a la temperatura del agua con respecto a otro punto de presión. Temperatura potencial es la temperatura que tiene un elemento de fluido que se ha movido adiabáticamente a la superficie. En oceanografía se usa comúnmente la superficie del mar como la presión de referencia para calcular la temperatura potencial, cuando se están analizando las capas superiores.

Presión y profundidad

Presión y profundidad Presión es la fuerza ejercida por el agua de mar (y aire) sobre una área unitaria. En el sistema mks la unidad de la presión es el pascal. Sin embargo, la presión atmosférica es usualmente medida en bars (bar) y la presión del océano en decibars (dbar).

1 bar = 10⁵ Pascals

1 dbar = 10⁴ Pascals

La fuerza asociada al campo de presión se genera por la diferencia de presión de un punto a otro, esto es por el gradiente de presión. Esta fuerza tiene la dirección del punto de presión alta al punto de presion baja. En el océano la componente vertical de la fuerza de gravedad está aproximadamente en balance con la componente vertical de la fuerza del gradiente de presión, por ello la presión se incrementa casi en la misma proporción que se incrementa la profundidad. El peso de la columna de agua a la profundidad z depende de la masa de agua de mar arriba de la profundidad z; como masa es igual a densidad por volumen, dependerá de estas dos cantidades. La variación vertical total de la presión en el océano es en promedio de 0 a 4000 db, y la máxima del orden de 10 000 dbar. Con la ecuación del balance hidrostático es trivial probar que 1 dbar ≈ 1 m Los gradientes horizontales de presión (fuerza interna) generan los flujos horizontales en el océano interior, los cuales son mucho más intensos que los flujos verticales. Las variaciones horizontales de la presión se deben a las variaciones en la distribución de masa (densidad). Por eso en oceanografía física interesa mucho conocer la densidad en cada uno de los puntos de los océanos.

Vocabulario

Una isóbara es una línea o superficie (superficie isobárica) de igual presión.