Primera Lección. La Antártida el sexto continente.

Transcripción

1 Capítulo I. Termodinámica y Física de los Fluidos aplicadas a procesos naturales. Tema 1. Las condiciones ambientales y su relación con la supervivencia en la Antártida. Primera Lección. La Antártida el sexto continente.

2 La Antártida. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 2

3 La Antártida, el dominio de los hielos. 95% recubierta de hielo en verano. Duplica su extensión de hielo en invierno. ( km 2 ) Superficie 28 veces la de España. 10% de la superficie emergida terrestre. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 3

4 Estructuras de hielo. Macro estructuras. Glaciares. Plataformas de hielo. Banquisa. Permafrost. Meso estructuras. Dunas de hielo. Micro estructuras. Suelos ordenados. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 4

5 Glaciares. - Entre el 80 % y 90 % del agua dulce del planeta está en el continente Antártico y las plataformas de hielo km 3 de agua dulce. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 5

6 Fotos Glaciares. Desembocadura del glaciar Byrd, en la plataforma de Ross, tan ancho como el canal de la mancha, transporta 18 km 3 /año de hielo. Desplome de hielo glaciar sobre en mar. Grietas sobre superficie glaciar I. Grietas sobre superficie glaciar II. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 6

7 Plataformas de Hielo. - El 11% de la superficie de la Antártida la forman las plataformas de hielo. - Representan el 44% de la longitud del perímetro de la Antártida. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 7

8 Fotos Plataformas. Acantilados de hielo inestables al Norte de Rothera (Península Antártica). Disgregación de la plataforma de hielo Larsen A. Península antártica con las barreras de Larsen, Ronne y Filchner. Témpanos a la deriva. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 8

9 Espesor de la capa de hielo sobre el continente. Espesor máximo de hasta 4000m. Espesor medio de 2500m. Sustrato rocoso formando dos subcontinentes. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 9

10 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 10

11 Banquisa marina. - El hielo Marino suele tener un año de duración y alcanza los 55º S durante el invierno. - Su superficie varía entre un mínimo de km 2 (Marzo) hasta un máximo de km 2 (Septiembre). Cap_I_Tema_I_Lección primera. 11

12 Fotos Banquisa. Imagen satélite de la extensión de la banquisa en verano. Imagen satélite de la extensión de la banquisa en invierno. Formación de hielo marino por congelación de su superficie. Parches de hielo sometidos a la acción mecánica de mareas y olas. Banquisa formada, con una capa de nieve sobre su superficie. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 12

13 Permafrost (Suelo permanentemente helado). - Si la temperatura del subsuelo permanece por debajo de 0 ºC por más de dos años consecutivos se denomina Permafrost. - El agua situada en los poros del suelo permanece en forma de hielo. - Aproximadamente el 5% de la superficie de la Antártida libre de glaciares. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 13

14 Fotos Permafrost. Morrena con núcleo de hielo (Isla Livingston). Valles secos de Wright y Victoria (Tierra de Victoria). Suelos poligonales en las montañas de Frammes (Tierra de Kemp). Otros suelos poligonales. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 14

15 Dunas de Hielo. - En el relieve del plateau polar se forman grandes alinenaciones de dunas de hielo de hasta de 200 km. de longitud. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 15

16 Fotos Dunas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 16

17 Suelos ordenados. - La capa superficial del suelo por encima de la zona permanentemente helada se denomina capa activa. Es la frontera a través de la que se intercambia energía entre el suelo y la atmósfera. Sufre ciclos estacionales de hielo deshielo. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 17

18 Fotos Suelos. Suelos estriados. Suelos ordenados. Suelos morrénico con núcleo de hielo. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 18

19 Concepto de Capa activa del Permafrost. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 19

20 Capa activa del Permafrost. Capa Activa Sofía T(ºC) Profundidad (cm) Cap_I_Tema_I_Lección primera. 20

21 Condiciones meteorológicas de la Antártida. - Se han registrado las temperaturas mínimas del planeta: Base Vostok (78.5º S). <T>día= ºC el 21/07/ Se han medido las velocidades de viento más intensas, Tierras de Adelia y Jorge V: Velocidad media año Exp. Australiana. Velocidad media día 16/08/ km/h 130 km/h Cap_I_Tema_I_Lección primera. 21

22 Las Medidas Meteorológicas de ayer. - Primer registro termométrico se realiza en Isla Decepción. Henry Foster 1829, deja un termómetro de mínimas. En 1841 Smyley recoge el aparato (T= ºC). Cap_I_Tema_I_Lección primera. 22

23 Las Medidas Meteorológicas de hoy. -En la actualidad hay un registro continuo de datos en las Bases Antárticas permanentes y hay una red de estaciones automáticas (AWS) desplegadas. En total unas 111 estaciones meteorológicas permanentes para todo el continente. -Satélites meteorológicos de órbita polar. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 23

24 Red de estaciones automáticas (AWS) (Universidad de Madison (USA). Red de estaciones automáticas (AWS). - Parámetros meteorológicos registrados: - Temperatura y humedad del aire. - Dirección y velocidad del viento. -Temperatura del suelo. - Capa de nieve. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 24

25 Registros meteorológicos y Temperaturas medias mensuales climáticos. Temperaturas de Verano. Temperaturas de Invierno. Dirección del viento. Precipitaciones. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 25

26 Temperaturas medias mensuales. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 26

27 Registros de variabilidad climática. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 27

28 Temperaturas de verano. Distribución superficial de las temperaturas medias durante el verano. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 28

29 Temperaturas de Invierno. Distribución superficial de las temperaturas medias durante el invierno. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 29

30 Líneas superficiales de dirección del viento. Dirección del viento. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 30

31 Distribución superficial de precipitaciones. Precipitaciones. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 31

32 Variación de la temperatura superficial del aire, medias mensuales a partir de datos sinópticos, en antártida del 1971 al Cap_I_Tema_I_Lección primera. 32

33 Supervivencia de los seres vivos. Diferencias meteorológicas entre invierno y verano. El océano la única posibilidad para la fauna (salvo una excepción). Adaptaciones de la flora a la ausencia de luz y agua. El hombre y su lucha con los elementos. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 33

34 Diferencias meteorológicas entre invierno y verano. Parámetro. Verano. Invierno. Radiación. Temperatura media diaria. Presencia de Luz PAR. (Fotosíntesis). [0 ºC, -30 ºC] Ausencia de luz PAR. (no Fotosítesis). [-10 ºC, -70 ºC] Cap_I_Tema_I_Lección primera. 34

35 El océano la única posibilidad para la fauna. Mecanismo de congelación de Océanos y Lagos. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 35

36 Comportamiento anómalo del agua. La anomalía del coeficiente de dilatación térmica del agua se observa en el cambio del signo de la pendiente de la curva de equilibrio (T, V) en torno a los 4ºC. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 36

37 Congelación de un del agua por contacto con la atmósfera. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 37

38 Mecanismo de congelación a través de la superficie (interfase agua-atmósfera).. Fase I: el agua pierde calor por la superficie durante el otoño, disminuyendo la temperatura en esta capa, que se sumerge enfriando capas más profundas al ser más densa que las inferiores (T>4ºC). Mecanismo de mezcla convectivo. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 38

39 Mecanismo de congelación a través de la superficie (interfase agua-atmósfera). Fase II: Al disminuir la temperatura de la superficie por debajo de 4ºC. La capa superficial es menos densa que la profunda y por lo tanto flota sobre ella. Hasta que se transforma en hielo al ceder en forma continua energía a la atmósfera. Mecanismo de estratificación conductivo. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 39

40 Límite de hielo en la Antártida. Variabilidad estacional. Formación de Polineas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 40

41 Polineas. Aparecen como fracturas de medidas kilométricas en el hielo marino, durante el invierno polar. Formación asociada a las corrientes marinas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 41

42 Génesis de las Polineas. Polineas de calor sensible. Polineas de calor latente. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 42

43 Aves y Págalos. Pingüino Adelia. Pingüino Papúa. Skua. Cormorán. Focas. Wedell. Lobo de pelo fino. Orcas. Ballenas. Algunos habitantes de las aguas antárticas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 43

44 Pingüino papua. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 44

45 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 45

46 Pingüino Barbijo. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 46

47 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 47

48 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 48

49 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 49

50 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 50

51 SKUA. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 51

52 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 52

53 Cormorán. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 53

54 Foca de Wedell. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 54

55 Lobo marino de pelo fino. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 55

56 Orcas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 56

57 Ballena. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 57

58 La excepción. El pingüino emperador. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 58

59 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 59

60 Cadena trófica. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 60

61 La exploración científica en el continente. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 61

62 La Ciencia en la Antártida. - Etapa Heroica. La exploración. - Etapa diplomática. - Etapa científico-tecnológica. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 62

63 La exploración. Etapa heroica. Circunvalación del continente (Cook) (1774). Conquista del polo Sur (Admusen-Scott) ( ). Travesía de la Antártida (Sakcleton) (1915). Cap_I_Tema_I_Lección primera. 63

64 La exploración da paso a la diplomacia. Año Geofísico internacional (1958). Tratado Antártico (1962). Cap_I_Tema_I_Lección primera. 64

65 Etapa científico-tecnológica. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 65

66 Estudios en Oceanografía. Biología marina. Ecosistemas y productividad. Geología y Geofísica marina. Cartografía. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 66

67 Glaciología. Evolución glaciar y cambio climátio. Fracmentación de las barreras y hielo. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 67

68 Vórtice antártico. Estudio de la estratificación atmosférica. Medidas rutinarias de perfiles estratosféricos. Meteorología. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 68

69 Estudios en Astrofísica. Estudio de las Auroras australes. Emplazamiento privilegiado para radioastronomía del infrarojo. Captura de neutrinos. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 69

70 Participación Española. Año Geofísico Int (Prf. Puigcerver, proyecto de meteorología en el polo Sur). Prof. Ballester. Investigación oceanográfica Expedición privada Idus de marzo Participación en proyectos científicos con Argentina, Chile y Polonia Establecimiento de la BAE Juan Carlos I Refugio Gabriel de Castilla Botadura del BIO Hespérides Cap_I_Tema_I_Lección primera. 70

71 Principales líneas de investigación de la ciencia polar española. Meteorología y micrometeorología. Volcanología. Geología y geomorfología. Oceanografía. Biología marina y terrestre. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 71

72 Equipamiento logístico de España en la Antártida. Plataformas terrestres: Base Antártica Juan Carlos I. Base Antártica Gabriel de Castilla. Plataformas marinas: BIO Hespérides. Transporte Las Palmas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 72

73 Situación de las plataformas. España: km Argentina / Chile: 3 días de navegación Aeródromo mas cercano: 7 horas de navegación. Isla Rey Jorge BAE Gabriel de Castilla: 2 horas de navegación. Isla Decepción. BA Búlgara St. Climent: 20' en embarcación neumática. I. Livingston Cap_I_Tema_I_Lección primera. 73

74 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 74

75 B.A.E Juan Carlos I Gran Instalación Científica Española inaugurada en enero de Observatorio multidisciplinar (Glaciología, hidrología, geología, geofísica, biología, limnología, etc.). La actividad se centra en el verano austral, aunque durante el resto del año se mantienen registros automatizados de varias variables físicas. Pionera en el uso de energías alternativas (eólica, solar). Cap_I_Tema_I_Lección primera. 75

76 B.A.E Juan Carlos I. Noviembre Marzo. Capacidad personas. Equipos Científicos: Meteorología, Geología, Biología,... Períodos de 1 a 2 meses Equipo Logístico: Apoyo a proyectos investigación, Mantenimiento, Logística,... Toda la campaña. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 76

77 BAE JCI. Módulo Científico. Laboratorios de: Meteorología. Biología. Geofísica. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 77

78 Campamentos temporales. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 78

79 Vehículos. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 79

80 BAE Gabriel de Castilla km 3 dias km a España Base Antartica Española Gabriel de Castilla en Isla Decepcion Cap_I_Tema_I_Lección primera. 80 Situación geográfica de la Isla Decepción (Islas Shetland del Sur)

81 ISLA DECEPCION Ruinas Base Chilena Ruinas Base Britanica BAA Decepcion BAE Gabriel de Castilla Cap_I_Tema_I_Lección primera. 81

82 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 82 BASE ANTARTICA GABRIEL DE CASTILLA

83 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 83 BASE ANTARTICA ESPAÑOLA GABRIEL DE CASTILLA

84 Modulo de equipajes Depósito Agua Enfermería Módulo Científico Módulo de Módulo Emergencia Obras Módulo Náutico Módulo Taller y Repuestos Módulo de Vida Material Científico Módulo de Energía I BASE ANTARTICA ESPAÑOLA GABRIEL DE CASTILLA Depósito Combustible Módulo de Energía II Módulo de Víveres Módulo de Víveres Arcones Cap_I_Tema_I_Lección primera. Congeladores Transmisiones 84

85 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 85

86 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 86

87 BIO Hespérides. 14 años de investigación marina. Mayor plataforma de investigación oceanográfica española. Abierto a toda la comunidad científica en régimen competitivo. Equipamiento multidisciplinar de alta tecnología. Más de 100 campañas oceanográficas (Océanos Atlántico, Pacífico, Antártico y Mediterráneo). Cap_I_Tema_I_Lección primera. 87

88 BIO Hespérides: investigación. Océanos: Descripción del medio marino. Procesos globales. Recursos marinos. Litoral y franja costera. Desarrollo Tecnológico. Sistema de control Cap_I_Tema_I_Lección primera. 88

89 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 89

90 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 90

91 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 91

92 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 92

93 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 93

94 Características: Eslora: 41,20 m. Manga: 11,60 m. Desplazamiento: t. Calado: 5,80 m. Velocidad: 13 n. Autonomía a 10 n: mn. Autonomía en provisiones: 60 días. Fuel: 528 m 3. 1 Grúa hidráulica popa estribor:15 tn. Remolcador Las Palmas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 94

95 Remolcador Las Palmas. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 95

96 Año Polar Internacional. En los últimos 125 años se han realizado 3 años polares. España no participó en ninguno de ellos: Primer años Polar. Expediciones bi-polares, desarrollo de la meteorología y geofísica 12 países (15 expediciones, 13 árticas, 2 antárticas) Segundo año Polar. Promovido por la OMM (Organización Meteorológica Mundial). Descubrimiento del vórtice antártico, técnicas de radiosondeo y establecimiento de estaciones meteorológicas Año Geofísica Internacional, como celebración de los 75 y 25 aniversarios del API. Participaron 67 países con científicos. Avances en la descripción de la ionosfera. Determinación del casquete polar con radio-sondeos. Desarrollo tecnología avanzada, lanzamiento de cohetes y satélites. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 96

97 Año Polar Carácter Bi-Polar de la investigación. Introducción de elementos nuevos en técnicas de medida automática y teledetección, uso extensivo de satélites. Efecto del cambio climático en zonas polares Australes y Boreales. Difusión de los temas polares en la educación y la cultura. Cap_I_Tema_I_Lección primera. 97

98 Cap_I_Tema_I_Lección primera. 98