Variabilidad espacial en la respuesta al viento costero
La variabilidad espacial viene marcada por las dos periodos oceanográficos: período de afloramiento (Figura) y período de hundimiento (Figura). Se trata pues de un régimen similar a otros sistemas de afloramiento costero en el rango de latitudes templadas.
Período de Afloramiento
Fue Bôto en 1945, quien acuñó el término "afloraçao" como traducción del término ingles "upwelling" para referirse a la somerización del agua subsuperficial a lo largo de las costas del NW de la Península Ibérica. Desde entonces numerosas campañas se han enfocado al estudio de las diferentes estructuras de afloramiento a lo largo de nuestras costas y al papel de las mismas en el intercambio plataformaocéano. Ahora bien, el empleo de imágenes de satélite en el estudio de dichas estructuras supuso un paso muy importante al proporcionar una cobertura tanto temporal como espacial, no factible por medio de campañas oceanográficas.
Sabemos que al comienzo de la época de afloramiento, existe una franja de agua fría a lo largo de prácticamente toda la costa y que posteriormente evoluciona hacia la formación de filamentos de afloramiento, que se extiende mas de 100 km hacia el océano adyacente. Los filamentos de afloramiento se asocian generalmente a accidentes topográficos, así a la altura de Cabo Finisterre (~43°N) se origina un recurrente centro de afloramiento que evoluciona hasta la formación de un filamento. El estudio de la variabilidad física y biológica de una de estas estructuras mediante un experimento lagrangiano se llevó a cabo en Agosto de 1998, brindándonos la oportunidad de estimar la contribución de la materia orgánica disuelta recientemente formada a la exportación de materia orgánica.
El análisis de los datos hidrográficos nos ha permitido también diferenciar dos subregiones dentro de este sistema de afloramiento, situándose en Cabo Finisterre el límite entre las mismas. Estas dos subprovincias se diferencian por:
- Naturaleza del agua aflorada: al norte de Cabo Finisterre aflora ACNAESP mientras que al sur del mismo es generalmente ACNAEST (Castro et al., 2000).
- Intensificación de los procesos de remineralización de la materia orgánica en la zona sur, que llega a igualar el contenido en nutrientes del agua aflorada en las dos subregiones (AlvarezSalgado et al., 1997).
Período de Hundimiento
De SeptiembreOctubre a MarzoAbril, la zona de transición costera se encuentra dominada por la presencia de una corriente cálida y salina hacia el norte; la Contracorriente costera de Portugal (PCCC; Portuguese Coastal Counter Current). Esta corriente puede llegar a profundizar hasta 250 metros, transportando no sólo agua superficial sino también ACNAEST al norte de Cabo Finisterre (Figura). Tanto las aguas superficiales como las aguas centrales transportadas por la PCCC sufren un marcado ciclo estacional de estratificaciónhomogeneización, con máximas capas de mezcla a finales de invierno (AlvarezSalgado et al., 2002b).
La presencia de la PCCC cambia drásticamente la dinámica del sistema, favoreciéndose el transporte meridional en contraste con la época de afloramiento en la que se intensifica el intercambio plataformaocéano. Se origina por tanto un confinamiento del régimen costero que favorece la intensificación de los procesos de remineralización sobre la plataforma continental (Figura; Castro et al., 1997)
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Variabilidad a corta escala temporal
La constatación del control ejercido por los ciclos de tensiónrelajación del viento costero sobre la circulación residual (no mareal) de masas de agua en la plataforma (Figura) llevó al Departamento de Oceanografía a plantear muestreos hidrográficos a corta escala temporal (24 días) con el fin de estudiar el efecto del viento costero sobre la dinámica del consumoregeneración sales nutrientes, intercambio de CO2 entre la atmósfera y el océano, origen y destino de la materia orgánica, selección de microplancton y producción primaria.
La mayor parte de estos estudios se han realizado en las Rías Baixas(Figura), laboratorio natural ideal para este tipo de trabajos ya que:
- durante la época de afloramiento se comportan como una extensión de la plataforma;
- la circulación puede simplificarse a un problema 2-D y
- resultan fácilmente accesibles con una embarcación pequeña, incluso bajo condiciones meteorológicas adversas.
Los estudios de la variabilidad a corta escala temporal se iniciaron en la Ría de Arousa durante 1989. Sobre la base de un muestreo intensivo --tanto espacial (10 estaciones, 5-7 profundidades) como temporal (cada 3-4 días, durante 6 meses)-- (Figura) se planteó un modelo inverso de cajas en 2-D (Figura; Rosón et al., 1997). A partir de:
- las distribuciones de salinidad y temperatura;
- el balance de aportes continentales (R), evaporación (E) y precipitación (P);
- el intercambio de calor ría-atmósfera (FQ); y
- la geometría de la ría
se obtuvieron los caudales horizontales de entrada en el lecho inferior (QXO), de salida del lecho superior (QX) y los caudales verticales de ascenso (QZ), mezcla (MZ) y desplazamiento de la picnoclina (QE).
El producto de las concentraciones de las distintas formas de cada uno de los elementos estudiados (C, N, P, Si y O2) por los caudales obtenidos con el modelo de cajas nos permite estimar los flujos y consumos netos de dichos elementos, recogidos en los trabajos de ÁlvarezSalgado et al. (1996a; 1996b) sobre el ciclo del nitrógeno, Rosón et al. (1999) sobre el ciclo del carbono y Pérez et al. (2000) sobre la estequiometría C/N/P/Si/O2.
A modo de resumen, la Figura a muestra la fuerte dependencia existente entre el volumen de agua aflorada en la Ría de Arousa de Junio a Octubre de 1989 (QZ) y el índice de afloramiento (EX) El índice de afloramiento, junto con la radiación solar incidente (FQ; Figura b) y el grado de estratificación de la columna de agua (x Figura c) determinan el consumo neto de sales nutrientes, equivalente a la producción neta de materia orgánica (PNE; Figura d), al punto de que el 70% de la variabilidad observada en PNE se puede explicar por una simple combinación lineal de EX, FQ y x. La evolución temporal de la PNE aparece como una sucesión de lances de fuerte producción (300500 mg N m2 d1), tras los episodios de afloramiento, separados por lances de producción nula o incluso ligeramente negativa durante los episodios de relajación, con consumo neto de parte de la materia orgánica previamente producida para dar sales nutrientes. Por le contrario, durante los episodios de hundimiento, como el registrado en la segunda quincena de Octubre de 1989, se produce un importante consumo de materia orgánica, de hasta 200 mg N m2 d1, que indica un claro dominio de los procesos de mineralización sobre los de producción.
Se puede construir un balance de la producción de materia orgánica biogénica en la Ría de Arousa durante la época de afloramiento (Figura a), resultando que, de los 250 g N m2 d1 que se producen, un 40% se recicla (R) en la propia ría y el 60% restante se exporta (PNE) de la ría. De ese 60%, un 20% se exporta a la plataforma en forma de NOP y un 26% en forma de NOD, un 8% se acumula en los sedimentos de la ría y un 6% acaba siendo comercializado para consumo humano (H), fundamentalmente en forma de mejillón de batea.
En situaciones de hundimiento intenso el esquema de flujos se complica porque los sedimentos se remueven al punto de que el efecto de los procesos de mineralización bentónica se hace sentir en la columna de agua. De hecho, la situación observada en la segundo quincena de Octubre de 1989 en la Ría de Arousa sólo puede justificarse con el concurso de procesos de mineralización aerobia en la columna de agua y anaerobia en los sedimentos. En concreto, el 52% del nitrógeno orgánico debe mineralizase de forma aerobia, el 7% por desnitrificación y el 41% restante por otros procesos de mineralización anaerobia. A consecuencia de la desnitrificación, la ría pierde 38 mg N m2 d1 en forma de N2 evacuado hacia la atmósfera (Figura b).
Esta estrategia de muestreo intensivo de variables hidrográficas se aplicó en estudios posteriores, centrados en la Ría de Vigo, que se visitó en septiembre de 1990, Septiembre de 1991, Abril, Julio y Septiembre de 1993, Abril de 1994 y Abril, Julio, Septiembre, Noviembre y Diciembre de 1997. Como resultado de estos estudios se ha profundizado en el conocimiento de los patrones de circulación residual (ÁlvarezSalgado et al., 2000; Gilcoto et al., en prensa), el ciclo de las sales nutrientes (ÁlvarezSalgado et al., 1998), el intercambio de CO2 entre la ría y la atmósfera (Gago, 2000; Pérez et al., 2001) y la materia orgánica disuelta (ÁlvarezSalgado et al., 2001; Gago et al., 2002).
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