Circulación Meridional de vuelco

La Circulación Meridional de Vuelco

Seguimiento de la circulación oceánica mundial

DESPLÁCESE PARA SABER MÁS

Quiénes somos

La circulación de vuelco es uno de los principales mecanismos que utiliza el océano para desplazar el calor, la sal, el carbono y los nutrientes por los océanos del mundo. Para lograr una comprensión más completa del comportamiento de la Circulación Meridional de Vuelco (MOC) se requiere una red de observación que abarque todo el planeta.

Los científicos del AOML y nuestros socios nacionales e internacionales dirigen varios programas que realizan observaciones cruciales del MOC tanto en el Atlántico Norte como en el Sur. Los proyectos del AOML que vigilan/median la MOC incluyen: Western Boundary Time Series, Southwest Atlantic MOC , GO-SHIP, Argo, y la red eXpendable BathyThermograph (XBT).

Nuestros objetivos

  1. Medir, describir y comprender las vías y la variabilidad de los miembros superiores e inferiores del MOC en los océanos Atlántico Norte y Sur.
  2. Evaluar el papel de la MOC en la redistribución del calor y la sal en el océano, y cómo afecta a los cambios regionales y costeros del nivel del mar.
  3. Estudiar la relación entre el MOC y los fenómenos meteorológicos extremos, incluidos los monzones globales, las olas de calor, los huracanes y las sequías.

| Molly Baringer, Ph.D

| Shenfu Dong, Ph.D

| Marlos Goes, Ph.D

| Sang-Ki Lee, Ph.D

| Matthieu LeHenaff, Ph.D

| Hosmay Lopez, Ph.D

| Rick Lumpkin, Ph.D

| Renellys Pérez, Doctora

| Claudia Schmid, Ph.D

| Denis Volkov, Ph.D

Noticias principales

Un estudio revela que la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico se está debilitando en las profundidades del Atlántico Norte

¡Recién llegado! Un nuevo estudio, en el que se analizan observaciones de boyas y datos hidrográficos, concluye que el limbo abisal de la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico (AMOC) en el Atlántico Norte se ha debilitado en las dos últimas décadas, lo que ha contribuido al aumento del nivel del mar en la región. 

superficie del océano con olas y cielo azul

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Los cambios en la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico (AMOC) y su transporte de calor pueden afectar a los patrones climáticos y meteorológicos, al nivel regional del mar y a los ecosistemas. Un nuevo estudio dirigido por Ivenis Pita, estudiante de doctorado de la Universidad de Miami que trabaja en el Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico de la NOAA y el Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos (CIMAS), es el primero en estimar la AMOC y el transporte de calor a 22,5°S en el Atlántico Sur, lo que demuestra la importancia de las observaciones in situ sostenidas para vigilar el estado de la AMOC. 
Graves inundaciones en un barrio. Crédito de la foto: NOAA
Científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA han demostrado que la Circulación Meridional Global de Vuelco (GMOC), comúnmente conocida como la cinta transportadora oceánica mundial, ha cambiado significativamente en el Océano Austral desde mediados de la década de 1970, con un ensanchamiento y fortalecimiento de la célula superior de vuelco y una contracción y debilitamiento de la célula inferior. Estos cambios se atribuyen a la disminución de la capa de ozono en la estratosfera del hemisferio sur provocada por el hombre y al aumento del dióxido de carbono en la atmósfera. El estudio también muestra que los cambios en el Océano Austral avanzan lentamente hacia los océanos Atlántico Sur e Indo-Pacífico.
Esquema de la Circulación Meridional de Vuelco

Resultados e impactos de la investigación

La importancia de los datos de series temporales a largo plazo sobre la Circulación Meridional de Vuelco.

Predicción de eventos locales del nivel del mar

Las escalas de tiempo van desde unos pocos días hasta interanuales, y hay una falta de coherencia entre el MOC del Atlántico Norte y el del Sur. Disponer de un conjunto de datos a largo plazo nos permitirá comprender mejor esta variabilidad para predecir mejor los cambios del nivel del mar.

Validación del modelo de referencia

Nuestras observaciones del MOC son valiosas porque se utilizan ampliamente para validar y mejorar los modelos oceánicos y climáticos. Los modelos no suelen reproducir la media y la variabilidad de la MOC del Atlántico (AMOC) y sus componentes. Es necesario un seguimiento continuo para mejorar la física de los modelos.

Detección de señales relacionadas con el clima

El seguimiento continuo es crucial para evitar interpretar erróneamente las variaciones a corto plazo como cambios a largo plazo.

Precisión en frecuencia y magnitud

Las mediciones rutinarias de alta calidad ayudarán a identificar las escalas de tiempo en las que varía el MOC, y la magnitud de las variaciones en estas diferentes escalas de tiempo.

Principales resultados y logros

Qué es la Circulación Inversa

La cinta transportadora oceánica

Un "meridiano" es una línea norte-sur en el globo a lo largo de una longitud constante. El término "meridional" se utiliza habitualmente para referirse al movimiento que se produce principalmente en dirección norte-sur.

La Circulación Meridional Inversa es un componente de la circulación oceánica que mueve constantemente el agua, el calor, la sal, el carbono y los nutrientes de norte a sur dentro de las cuencas oceánicas y, en última instancia, entre las cuencas oceánicas y alrededor del globo. En el océano Atlántico, el agua caliente y salada de la parte superior del océano es transportada desde el Atlántico Sur hacia los mares nórdicos (Groenlandia, Inglaterra y el norte de Canadá), donde, tras perder su calor en la atmósfera y mezclarse con las masas de agua del entorno, se hunde y forma aguas profundas que fluyen hacia el sur hasta la Antártida.

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Al mismo tiempo, cerca de la costa de la Antártida, se forman aguas aún más pesadas. Estas aguas fluyen hacia el norte a lo largo del fondo marino hasta el Atlántico Norte, donde se elevan lentamente y se mezclan con otras aguas que fluyen de vuelta hacia el sur. La MOC es responsable de unos dos tercios del transporte de calor oceánico hacia el norte y, por tanto, desempeña un importante papel en la regulación del sistema climático de la Tierra.

Los cambios en la MOC del Atlántico determinan la cantidad de calor que se transporta e influyen en las variaciones regionales del contenido térmico. Por ello, la vigilancia de la Circulación Meridional de Vuelco es fundamental para seguir los cambios en el clima y el tiempo globales y regionales.

Las matrices de observación de la MOC se construyen de manera que miden la fuerza de la circulación de costa a costa cuando el flujo cruza una línea de latitud constante, ya sea en el Atlántico Norte (por ejemplo, de América del Norte a África del Norte) o en el Atlántico Sur (de América del Sur a África del Sur).

Vea el siguiente vídeo de la NASA para saber más sobre por qué es importante el MOC, o consulte el hilo de tweets que hicimos sobre la #termohalinecirculación con Renellys Pérez.

Imagen de portada del vídeo de la Nasa: La circulación oceánica desempeña un papel importante en la absorción de carbono de la atmósfera. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Efectos en el clima mundial

Nivel regional del mar

El calor desplazado por los océanos por el MOC controla en gran medida el contenido de calor oceánico regional. Recientemente se ha demostrado que este movimiento de calor también influye en la variabilidad interanual del nivel del mar tanto a lo largo de la costa sureste de Estados Unidos como en las costas que rodean el Mar Mediterráneo. Las observaciones continuas del MOC pueden utilizarse potencialmente para desarrollar o mejorar las predicciones del nivel del mar en las costas.

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Una de las contribuciones del AOML a la vigilancia de las MOC es un sistema que mide el transporte de la corriente del Golfo cerca de la costa de Florida mediante tensiones en un cable submarino. Estas observaciones diarias comenzaron en 1982 y ahora proporcionan el registro más largo y casi continuo de un transporte de corriente límite en el mundo. Los cambios en la fuerza de la corriente del Golfo afectan directamente al nivel del mar en la costa oriental de Florida. Una corriente más fuerte se asocia con un nivel del mar más bajo a lo largo de la costa oriental de Florida, y una corriente más débil se asocia con un nivel del mar más alto.

Cambio en el contenido de calor oceánico

Varios proyectos en curso investigan la variabilidad de la Circulación Meridional de Vuelco tanto en el Océano Atlántico Norte como en el Sur, utilizando mediciones a bordo de buques, boyas ancladas y datos satelitales. Estos estudios incluyen mediciones de la columna de agua completa, la anchura de la cuenca completa, la velocidad meridional, la temperatura y la salinidad a lo largo de una línea de latitud constante: 26,5N en el Atlántico Norte y 34,5S en el Atlántico Sur. Esto es crucial, porque el Océano Atlántico es único como la única cuenca donde el calor es transportado hacia el norte en ambos hemisferios, impactando fuertemente el contenido de calor. 

Clima extremo

El MOC es un impulsor del clima global y tiene un impacto sustancial en los patrones de precipitación. El estudio de estos patrones ayuda a nuestros oceanógrafos físicos a proporcionar datos y conocimientos que pueden mejorar las previsiones meteorológicas más allá de las actuales escalas de tiempo de hasta 10 días. También investigamos la relación entre el MOC y los monzones y los fenómenos meteorológicos extremos, como las olas de calor y los tornados.

¿Cómo se controla el MOC?

Sistemas de observación y el MOC

Lea el artículo en lenguaje sencillo sobre los diferentes tipos de sistemas de observación que utilizan los científicos para medir la compleja naturaleza de la circulación meridional de retorno.

Medición del transporte oceánico

La circulación meridional de retorno del Atlántico desempeña un papel crucial en la redistribución del calor y la sal en los océanos del mundo. Para lograr una comprensión más completa del comportamiento del sistema MOC se requiere una red de observación exhaustiva que abarque toda la cuenca del Atlántico.

La corriente de Florida

El AOML ha monitorizado continuamente la corriente de Florida desde 1982 para aprender más sobre cómo el aumento local y global del nivel del mar están conectados en el tiempo y el espacio. Estas observaciones, realizadas a 26,5N de latitud en el Atlántico, permiten a los científicos del AOML extraer importantes conclusiones sobre la velocidad de la Circulación Meridional de Vuelco en escalas de tiempo largas y cortas. Los resultados del seguimiento a largo plazo y las investigaciones posteriores contribuyen a mejorar las predicciones del nivel del mar en las costas.

Haga clic en las siguientes diapositivas para saber más sobre la corriente de Florida y sus impactos en el sur de Florida.

Para ver la presentación completa, haga clic aquí.

medconnection

Ampliar nuestro alcance más allá del sur de Florida.

Tendencias al otro lado del Atlántico.

Vea la presentación de los rayos: Seguimiento de la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico en ambos hemisferios

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El aumento del nivel medio del mar a nivel mundial, causado por el calentamiento de los océanos y el deshielo de las capas de hielo y los glaciares, es uno de los aspectos más alarmantes del cambio climático. Sin embargo, aunque el nivel medio global del mar está subiendo, las tendencias regionales del nivel del mar son muy diferentes, ya que algunas regiones suben más rápido que otras o incluso experimentan un descenso del nivel del mar. Por ejemplo, se observó una pronunciada aceleración de la subida del nivel del mar en 2010-2015 al sur del Cabo Hatteras, a lo largo de la costa oriental de Estados Unidos, mientras que se produjo una desaceleración más al norte. Esta variabilidad regional del nivel del mar se debe en gran medida a la dinámica cambiante del océano y la atmósfera. Esta dinámica también influye en los cambios regionales del nivel del mar región por región y a lo largo del tiempo.

Estos cambios lentos del nivel del mar a gran escala se suman a los cambios del nivel del mar de menor duración (y a menudo más fuertes) que las comunidades costeras experimentan directamente cada día. Entre ellos se encuentran las mareas, las marejadas y la fuerza de la corriente del Golfo. Para mejorar las predicciones regionales sobre el nivel del mar, es importante comprender tanto los patrones a gran escala como a pequeña escala y explorar cómo cambian con el tiempo. Lea cómo los científicos del AOML están descubriendo cómo la dinámica oceánica afecta al nivel regional del mar en el Mar Mediterráneo y a lo largo de la costa sureste de Estados Unidos.

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precipitación

Fenómenos meteorológicos extremos

Para ampliar las previsiones meteorológicas más allá de las escalas de tiempo típicas, necesitamos información del océano superficial y del océano en profundidad, así como de la tierra.

-Hosmay López, doctora

Los fenómenos meteorológicos extremos son responsables de una gran mortalidad y un enorme impacto económico en los Estados Unidos cada año. Sin embargo, las actuales previsiones operativas de fenómenos meteorológicos extremos se limitan a varios días de antelación. Hay una necesidad urgente de ampliar el marco temporal de las previsiones de tiempo severo más allá de la escala de tiempo de 7 a 10 días. Las investigaciones llevadas a cabo en el AOML muestran un vínculo físico entre el estado del océano y los fenómenos meteorológicos extremos de gran impacto, como las olas de calor y los tornados.

Los cambios en la Circulación Meridional de Vuelco (MOC) influyen en la aparición de olas de calor en Estados Unidos, así como en las precipitaciones monzónicas globales. Los científicos del AOML han encontrado pruebas de que un transporte de calor más débil hacia el norte dentro del océano en el Atlántico Sur conduce a monzones más fuertes en el hemisferio norte unos 20 años después. Esta investigación y otros estudios relacionados permiten a los científicos del AOML relacionar la intensidad de los monzones y otros fenómenos meteorológicos graves con los cambios en el MOC. Haga clic en el siguiente enlace para obtener más información sobre la investigación sobre el clima extremo que se lleva a cabo en el AOML.

Observaciones en el Atlántico Sur

Tradicionalmente, la mayoría de las observaciones de la Circulación Meridional de Vuelco (MOC) se han centrado en los océanos Atlántico Norte y Austral, donde se forman los mayores volúmenes de nuevas aguas profundas. Sin embargo, para comprender la retroalimentación y la interacción entre las aguas formadas en los océanos Atlántico Norte y Sur es imprescindible mejorar nuestra comprensión de las vías de los miembros superiores e inferiores de la MOC en el océano Atlántico Sur. Los modelos climáticos numéricos indican que en el Atlántico Sur se producen importantes transformaciones e intercambios de masas de agua. Se cree que estos intercambios controlan la estabilidad de todo el sistema de flujo del MOC. El reconocimiento de la importancia del Atlántico Sur condujo a la formación de un grupo internacional dedicado a avanzar en la comprensión del papel del Océano Atlántico Sur en el sistema MOC, así como al establecimiento de un sistema de observación para capturar los componentes clave de la circulación: estos esfuerzos se conocen como la iniciativa SAMOC (South Atlantic Meridional Overturning Circulation). La iniciativa SAMOC es una colaboración en la que participan socios de Argentina, Brasil, Francia, Alemania, España, Sudáfrica y Estados Unidos (NOAA/AOML). El objetivo principal de la iniciativa SAMOC es medir la fuerza y la variabilidad de la MOC en el Atlántico Sur, y cómo transporta las propiedades de la masa de agua, como el calor y la sal, para relacionar esas variaciones con los fenómenos meteorológicos y la variabilidad del sistema climático.

Variabilidad temporal del volumen transportado por la red de boyas de SAMOC en toda la cuenca.
Variabilidad temporal de los transportes de volumen desde el conjunto de boyas de la cuenca SAMOC dentro de la celda superior (A - negro) y la celda abisal (B - rojo). El sombreado gris indica la precisión diaria estimada. Los puntos/barras de color magenta destacan los transportes de volumen independientes estimados utilizando los datos de la línea de batimetría desechable (XBT) de la cuenca a 35°S. Imagen modificada de Kersale et al. 2020.

XBT

El AOML recoge datos de batimetría desechable (XBT) en dos transectos que abarcan los océanos subtropicales en repeticiones trimestrales: en el Atlántico Norte desde 1995 a lo largo del AX07 que discurre entre España y Miami, Florida, y en el Atlántico Sur desde 2002 a lo largo del AX18 entre Ciudad del Cabo, Sudáfrica, y Buenos Aires, Argentina. Estos datos capturan la extremidad superior del transporte de la MOC, lo que proporciona un medio para supervisar la variabilidad de la MOC y su transporte de calor asociado. El AOML proporciona actualmente informes trimestrales para el MHT del Atlántico Norte y Sur utilizando datos de estos dos transectos XBT repetidos.

Transporte Meridional de Calor en el Atlántico Sur (SAMHT)

Las observaciones en el Atlántico Sur han sido históricamente escasas tanto en el espacio como en el tiempo en comparación con el Atlántico Norte. Para mejorar nuestra comprensión de la variabilidad de la Circulación Meridional de Vuelco (MOC) y del Transporte Meridional de Calor (MHT) en el Atlántico Sur, el AOML desarrolló una metodología para estimar la MOC y el MHT combinando las mediciones de la altura de la superficie del mar procedentes de la altimetría por satélite y de las mediciones in situ (Dong et al., 2015). Esta nueva metodología permite estimar la MOC y la MHT en tiempo real.

Argo y Altimetría

Cada vez hay más pruebas de que el Atlántico Sur puede desempeñar un papel crucial en la variabilidad de la MOC. Por lo tanto, en un intento de comprender la variabilidad de la rama superior de la Circulación Meridional de Vuelco en el Atlántico Sur, se construye un producto tridimensional de velocidad absoluta utilizando mediciones de la altura de la superficie del mar procedentes de la altimetría por satélite, observaciones de los flotadores Argo y campos de viento. Estos campos de velocidad, junto con los perfiles hidrográficos, se utilizan para estimar el volumen meridional y el transporte de calor en varias latitudes del Atlántico Sur. El análisis se ha ampliado al Atlántico Norte, donde el volumen meridional integrado y los transportes de calor se derivan en dos latitudes.

Publicación destacada

Primera página de 'Meridional overturning circulation and heat transport in the Atlantic Ocean' en State of Climate 2020.

VOLKOV, D.L., S. DONG, M. Lankhorst, M. KERSALÉ, A. Sanchez-Franks, C. SCHMID, J. Herrford, R.C. PEREZ, B.I. Moat, P. Brandt, C.S. MEINEN, M.O. BARINGER, E. Frajka-Williams y D.A. Smeed. Global oceans: Circulación meridional de vuelco y transporte de calor en el Océano Atlántico. En State of the Climate in 2020, J. Blunden y T. Boyer (eds.). Bulletin of the American Meteorological Society, 102(8):S176-S179 (https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0083.1) (2021).

El componente zonalmente integrado de las corrientes superficiales y profundas, conocido como circulación meridional de vuelco (MOC), desempeña un papel importante en el clima de la Tierra porque proporciona un mecanismo para el transporte meridional de calor en el océano (MHT). El sistema de observación de la MOC/MHT atlántica consiste en varios conjuntos anclados en toda la cuenca, así como en la combinación de mediciones de altimetría por satélite e in situ (principalmente Argo y eXpendable BathyThermograph [XBT]) (Fig. 3.21a; por ejemplo, Frajka-Williams et al. 2019)...

Descargar Estado del clima 2020, Capítulo 3: Los océanos del mundo.

Océanos globales: Circulación Meridional de Vuelco y Transporte de Calor en el Océano Atlántico

VOLKOV, D.L., S. DONG, M. Lankhorst, M. KERSALÉ, A. Sanchez-Franks, C. SCHMID, J. Herrford, R.C. PEREZ, B.I. Moat, P. Brandt, C.S. MEINEN, M.O. BARINGER, E. Frajka-Williams y D.A. Smeed. Global oceans: Circulación meridional de vuelco y transporte de calor en el Océano Atlántico. En State of the Climate in 2020, J. Blunden y T. Boyer (eds.). Bulletin of the American Meteorological Society, 102(8):S176-S179 (https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0083.1) (2021).

El componente zonalmente integrado de las corrientes superficiales y profundas, conocido como circulación meridional de vuelco (MOC), desempeña un papel importante en el clima de la Tierra porque proporciona un mecanismo para el transporte meridional de calor en el océano (MHT). El sistema de observación de la MOC/MHT atlántica consiste en varios conjuntos anclados en toda la cuenca, así como en la combinación de mediciones de altimetría por satélite e in situ (principalmente Argo y eXpendable BathyThermograph [XBT]) (Fig. 3.21a; por ejemplo, Frajka-Williams et al. 2019)...

Descargar Estado del clima 2020, Capítulo 3: Los océanos del mundo.

Primera página de 'Meridional overturning circulation and heat transport in the Atlantic Ocean' en State of Climate 2020.

Publicaciones y referencias

  • 2022

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  • 2020

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    Volkov, D.L., C.S. Meinen, C. Schmid, B. Moat, M. Lankhorst, S. Dong, F. Li, W. Johns, S. Lozier, R. Pérez, G. Goni, M. Kersale, E. Frajka-Williams, M. Baringer, D. Smeed, D. Rayner, A. Sánchez-Franks y U. Send, 2020: Atlantic meridional overturning circulation and associated heat transport [en "State of the Climate in 2019″]. Bull. Amer. Meteor. Soc., 101 (8), S163-S169, doi:10.1175/BAMS-D-20-0105.1.

    McCarthy, G.D., P.J. Brown, C.N. Flagg, G.J. Goni, L. Houpert, C.W. Hughes, R. Hummels, M. Inall, K. Jochumsen, K.M.H. Larsen, P. Lherminier, C.S. Meinen, B.I. Moat, D. Rayner, M. Rhein, A. Roessler, C. Schmid y D.A. Smeed. Sustainable observations of the AMOC: Methodology and technology. Reviews of Geophysics, 58(1):e2019RG000654, https://doi.org/10.1029/2019RG000654 2020

    Moat, B.I., D.A. Smeed, E. Frajka-Williams, D.G. Desbruyeres, C. Beaulieu, W.E. Johns, D. Rayner, A. Sanchez-Franks, M.O. Baringer, D. Volkov, L.C. Jackson y H.L. Bryden. Pending recovery in the strength of the meridional overturning circulation at 26°N. Ocean Science, 16(4):863-874, https://doi.org/10.5194/os-16-863-2020 2020

  • 2019

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