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    Agosto 25, 2014

    Hielo Marino en los Polos Norte y Sur

    ¿Por qué los hemisferios norte y sur parecen ser opuestos? ¿Por qué el hielo marino está aumentando alrededor de la Antártida y disminuyendo en el Ártico?

    La respuesta está en las otras formas en que estas dos regiones son opuestas. En el Polo Sur hay un enorme con-tinente. La capa de hielo allí descansa sobre tierra firme, tiene unos 3 kilómetros de espesor sobre territorio agres-te, y se mueve muy, muy lentamente debido a la gravedad. Sólo el hielo marino puede moverse con rapidez y ese movimiento obedece al capricho del viento.

    En el Polo Norte hay un océano. Ahí existe (excepto en Groenlandia y el Archipiélago de Canadá) solamente hielo marino, que también se mueve de acuerdo a los caprichos del viento. La diferencia es que la gran porción de hielo continental en el Polo Sur está rodeada por océano, al revés del Polo Norte, un gran océano rodeado por tierra.

    Para visualizar las condiciones, aquí hay un diagrama de los vientos de la Tierra.

    La Figura 1 es un diagrama de los vientos y las celdas atmosféricas sobre la Tierra. Fuente: NASA

    En general, hay aire ascendente en los trópicos conduciendo a bajas presiones, tormentas y aire caliente movién-dose hacia el norte en la estratósfera para descender como alta presión en las “Latitudes Horse” en los desiertos del los hemisferios norte y sur. Este aire fluye entonces hacia el ecuador y es girado hacia el oeste por la fuerza Coriolis de la rotación de la Tierra, dando por resultados los vientos alisios o llamados en inglés “trade winds”.

    Las tormentas tropicales actúan como bombas de calor, convirtiendo al aire ascendente cálido y húmedo en aire frío y seco permitiendo que el calor se irradie al espacio desde la parte superior de la estratósfera, y la humedad cae como lluvia. Si hay más tormentas, hay más tormentas para librarse del calor, y más aire en movimiento.

    El aire que desciende en las latitudes Horse intercambian energía son las celdas de latitud media dando por resul-tado los vientos llamados “westerlies” o provenientes del oeste. Luego, la energía es intercambiada a las Celdas Polares. Esto causa baja presión en ambas latitudes 60º Norte y Sur y alta presión en los polos. En la superficie de cada conjunto de celdas el calor es llevado desde la superficie hacia la parte superior de la atmósfera. En la parte superior, en cada conjunto de celdas, se irradia más calor hacia el espacio.

    En el sur, las celdas en latitudes medias están en su mayoría sobre aguas frías y no recogen mucho calor. En el norte, el asunto es al revés y las celdas están mayormente sobre tierra firme y levantan más calor. En el sur, la Celda Polar está sobre la alta capa de hielo, casi en la estratósfera, y las altas polares tienen aire muy frío, denso y seco. En el norte, la celda Polar está sobre el océano, las superficie está al nivel del mar, y los vientos están todavía intercambiando calor con la superficie.

    El resultado es que, a medida de que aumenta el calor en los trópicos, aunque sea ligeramente, los niveles más altos de las celdas irradian más calor al espacio, las altas presiones aumentan donde el aire frío desciende, y las presiones bajas se hacen más bajas aún donde el aire se eleva. En el Polo Sur, esto resulta en temperaturas más bajas y vientos más fuertes en la superficie. En el Polo Norte, debido a que el hielo flota en el Océano Ártico, los vientos tienden a romper al hielo y las aguas abiertas moderan la temperatura. Mientras más fuerte son los vientos, más se rompe el hielo. La menor área de hielo en el verano de 2012 fue porque un ciclón hizo un trabajo excepcio-nal quebrando al hielo marino.

    En la costa de la Antártida, los fuertes vientos y temperaturas más bajas crean más hielo. Los vientos muy fríos que soplan cuesta abajo en el continente empujan al hielo alejándolo de las costas, creando polynyas. Como el viento es muy frío, el agua abierta se congela de inmediato y el hilo blando es soplado hacia el hielo marino. Mientras el viento esté soplando, esto es un proceso continuo. Estas polynyas son visibles desde el espacio.

    Figura 2: Vista satelital de la costa de la Antártida y del hielo de mitad del invierno. Los puntos oscuros en la costa son polynyas causadas por el viento, aguas abiertas donde se forma nuevo hielo.

    El borde exterior de la capa de hielo marino no es donde se forma el nuevo hielo, es en el borde interior donde se forma y empuja la hielo viejo hacia afuera. El borde externo es donde el hielo se derrite en el verano. El borde externo es un área en expansión porque esa parte del Océano Austral se está enfriando.

    Figura 3: es la temperatura de superficie del Océano Austral para latitudes al sur de los 60ºS. Fuente: NOAA

    Si uno se fija en la temperatura absoluta, es fácil ver lo que está sucediendo.

    Figura 4: es la temperatura absoluta para el Océano Austral al sur de 60º. El gráfico es de NOAA

    En la figura 4 debe notarse que desde 2007, el Océano Antártico al sur de 60º S está ahora apenas por encima del punto de congelamiento. El agua salada se congela a -1,8º C, pero el hielo no se derrite hasta que la superficie del mar está por encima de 0.0º C.

    Resumiendo, los vientos polares están soplando más fuerte porque los trópicos y las zonas templadas están calen-tándose. El hielo del sur se expande porque los vientos soplan más fuertes y el Océano Antártico se está enfriando, probablemente porque los vientos soplan más fuertes. Todo forma parte del sistema termoregulador de la Tierra.



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