[MUSIC] Hoy vamos a hablar del ciclo hidrológico en una zona templada. Y vamos a usar los datos de la zona de Barcelona. El océano funciona en base a un flujo de energía que viene del sol. Y sabemos que el sol no siempre nos ilumina desde un mismo lugar. Y esto hace que, especialmente en las zonas fuera de las zonas ecuatoriales, tenemos una variación que puede llegar a ser muy importante en cuanto a la cantidad de radiación que llega. Por lo tanto, hay épocas en las cuales la Tierra, y en particular la zona que estamos considerando, está recibiendo insolación de una forma creciente y épocas en que la insolación dismiuye. Esto hace que haya una fluctuación importante en las condiciones de entrada de energía. La vida, y el océano también, está organizado encima o en base a un eje fundamental, que es el eje vertical. El eje vertical es lo que organiza el océano y es lo que organiza la vida. Vamos a ver en qué consiste este eje vertical. En primer lugar, la gravedad marca una dirección y es en realidad la dirección vertical, justamente vertical. Porque la verticalidad se define a partir de la dirección que toma la gravedad. ¿La gravedad qué importancia tiene? Mucha, pues la masa que se distribuye encima del planeta está sometida a la gravedad, y la gravedad hace que esta masa ejerza una fuerza, ejerza una presión. Y las diferencias de fuerzas son las que producen movimientos. Pero hay otra variable importantísima en esta dirección. El sol. El sol que generalmente ilumina en la misma dirección que la gravedad. Es decir, hay zonas en la parte de arriba iluminadas y zonas más oscuras en la parte de abajo. La atmósfera es bastante transparente a la radiación solar. Pero el mar es mucho menos transparente. Y esto es algo importantísimo para comprender las diferencias de comportamiento entre lo que sería el fluido aire, la atmósfera, respecto al flujo solar. Y lo que es el fluido agua respecto al flujo solar, que es lo que a nosotros en este momento nos interesa. Por lo tanto, vamos a hablar de cómo se produce la organización vertical de las masas. Vamos a ver cómo se desestabiliza o cómo se estabiliza el agua. Es decir, cómo se crea o cómo se produce flotabilidad, y cómo se pierde esta flotabilidad. El aire funciona de una manera y el agua de otra. Vamos a ver cómo funciona el aire rápidamente. Tenemos la atmósfera donde tenemos en la parte alta de la atmósfera temperaturas muy bajas y una densidad muy baja. Y en la parte de la superficie del suelo, o la superficie del mar, tenemos la mayor presión, la mayor densidad del aire, y tenemos también mayores temperaturas. La radiación solar, que penetra bastante bien digamos en la atmósfera, calienta la atmósfera por debajo. Es decir, calienta el suelo y calentando el suelo calienta el aire que está aquí. Este aire pierde densidad y por lo tanto flota, sube como un globo. Y va subiendo hasta que llega a un nivel donde alcanza la densidad ambiental. En aquel momento deja de flotar, pero tampoco se hunde. Esto sería una situación típica, en la que, la radiación solar lo que hace es desestabilizar la atmósfera. Pero desestabilizar en el sentido, de que, el hecho de calentar la atmósfera. La energía que se está introduciendo hace que haya un movimiento vertical. Evidentemente, conocemos muchas situaciones donde calienta el sol y sin embargo la situación es perfectamente estable y no se producen movimientos. Pero otros en los cuales justamente hay movimientos. Es evidente de que sí hay agua disponible y que sí el aire que sube está cargado de agua. Entonces, evidentemente esto promueve la inestabilidad en el sentido de que se pueden producir nubes importantes y por lo tanto tormentas etc. Hemos visto pues que, la radiación solar, en el caso de la atmósfera. La desestabiliza, mientras que vamos a ver que en el agua. La radiación solar lo que hace es estabilizar la columna de agua. La razón es muy simple, la radiación solar penetra muy poco en el mar, en el agua. Es decir, en las primeras decenas de metros prácticamente toda la radiación que pueda calentar el mar esta se ha absorbido. Por lo tanto, la radiación solar va a calentar el mar en superficie donde hay baja presión, la alta presión está debajo. Para explicarlo de un modo simple con un ejemplo que todo el mundo conocerá. La diferencia de comportamiento entre la atmósfera y el mar, se puede mostrar con una cosa muy sencilla. Esto es una olla donde vamos a cocer una sopa. Ponemos el fuego debajo. La llenamos de agua, ponemos las verduras, etc. Y calentamos. ¿Qué ocurre en la olla?. Ocurre que se está calentando por la parte de abajo donde hay más presión, y el agua caliente sube hasta la parte de arriba. Se desestabiliza y se calienta todo. Y el agua sube de la parte donde está a mayor presión a la que está a menor presión, y se enfría por arriba y se calienta por abajo. Esto es el comportamiento de la atmósfera. ¿Cómo sería el mar?. Haremos la misma olla pero en este caso la llenamos de agua ¿Pero por dónde la calentamos?. Pues no tenemos más remedio que usar una bombilla de infrarrojos y calentarla por arriba. Cualquiera de las personas que me esté escuchando ve y piensa que no se puede cocer la sopa calentando por arriba. ¿Por qué? Porque se calienta mucho la parte de arriba, veríamos cómo al calentarse mucho se evapora el agua, pero la parte de abajo quedará fría. En realidad, para que esto funcionara tendríamos que añadir una cuchara y remover todo el rato para intentar que el calor que se está absorbiendo en la parte de arriba alcance la parte de abajo. Evidentemente no es funcional, no es eficiente. Por lo tanto, en este sentido, las dos máquinas termodinámicas fluidas del planeta tienen una eficiencia muy distinta. La atmósfera es muy eficiente, responde rápidamente al flujo solar, mientras que el mar tiene que enfriarse y calentarse por el mismo lugar, que es la parte de arriba donde está la baja presión. Por lo tanto, no funciona bien, no es una buena máquina termodinámica. Por lo tanto, la radiación solar caliente el agua por superficie, donde hay baja presión. Este agua lo que hace es flotar, por lo tanto en lugar de desestabilizar lo que está adquiriendo es flotabilidad, es estabilidad. La radiación lo que hace es calentar la superficie. Y esta agua no se va a mezclar, no se va a hundir. Para que se hunda, es necesario que pierda flotabilidad, es decir, es necesario que se enfríe. Podría ser que si aumentara muchísimo la salinidad llegara a alcanzar una densidad suficiente para bajar. Pero en general veremos que esto no es fácil que ocurran las dos cosas a la vez. ¿Cómo pierde calor la superficie? Pierde calor, pues simplemente por radiación. Pierde calor, por contacto con la atmósfera. Si la atmósfera está fría pues la diferencia de temperaturas hace que haya un flujo de calor desde el mar hacia la atmósfera. Y pierde calor también por evaporación. El agua que pasa de líquido a vapor se lleva a calor y por lo tanto no es sólo material el que se lleva, no sólo es materia. No sólo es que va a aumentar también la salinidad. Sino que por un lado la evaporación produce aumento de salinidad, pero y sobre todo también enfría. Por lo tanto, en total tendremos una situación típica en la que en invierno que hace frío sí hay viento y es seco. Pues en principio esto favorecerá que haya una pérdida de flotabilidad del agua superficial. ¿Qué ocurre cuando el agua superficial adquiere una densidad superior? Tiende a hundirse. Lógicamente cuando se hunde no se puede hundir en masa, en principio porque debajo hay otra agua que la aguanta, y lo que sí hace es que se mezcla con el agua que está abajo. Hay que tener siempre presente que esta mezcla no se produce en un lugar, un laboratorio donde todo está muy tranquilo, donde no hay viento. Sino que en el mar precisamente hay viento, hay energía mecánica. Que lo que hace es ayudar a esta mezcla y por lo tanto, de la misma manera que el calor penetra más también porque se mezcla el agua superficial. También la pérdida de calor es favorecida también por esta mezcla vertical ayudada por el viento y por las olas. El agua, por lo tanto, se va a hundir pero ¿hasta dónde?. Pues en principio va a llegar hasta una profundidad en la que encontrará agua de su misma densidad, y no bajará más. Por lo tanto, la desestabilización del mar se produce cuando hay frío. Cuando el agua se evapora. Cuando el flujo de calor entre la atmósfera y el mar ha cambiado de signo. Vamos a ver, con estos principios, cuál es el ciclo hidrológico en la zona templada usando para ello datos de la zona de Barcelona.
