Conferencias en memoria de Bruun - UNESDOC...

Comisión Oceanográfica I ntergubernamental col ecc i ón técnica

Conferencias e n memoria d e Bruun

Pronunciadas en la séptima reunión de la COI Unesco, París, 26 de octubre 1 6 de noviembre de 1971

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Unesco 1973

L a s denominaciones empleadas en este texto y l a presentación adoptada no implican opinión alguna de las Secretarías de l a Unesco y de la COI sobre l a condición jurídica, el régimen o l a s fronteras d e l o s diferentes países o terr i tor ios .

Publicado en 1973 por la Organizaci6n de las Naciones Unidas para la Education, la Ciencia y la Cultura Place de Fontenoy, P a r i s 75700 Impreso por Boudin, P a r k

Edición espanola ISBN -92-3-30101 4- 7

Edici6n inglesa ISBN - 92 - 3- 1 O 1 O 14-X Edici6n francesa ISBN-92-3-201014- 3 Edición rusa ISBN-92-3-401014-0

0 Unesco 1973

INDICE

LA BIOLOGIA DEL OCEANO INDICO p 0 r G . F . Humphrey. o . . e . . 7

RESULTADOS METEOROLOGICOS RECIENTES DE LA EXPEDICION INTERNACIONAL AL OCEANO INDICO p0rC .S . Ramage o . . o o . . . o . . . 2 5

RESENA DE LOS TRABAJOS RECIENTES . _ DE OCEANOGRAFIA FISICA EN E L OCEANO INDICO por J.C. Swallow o . o 41

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PREFACIO

Pronunciada durante l a séptima reunión de l a Co- misión Oceanográfica Intergubernamental, es ta s e r i e de conferencias es tá dedicada a la memoria del eminente oceanógrafo danés y pr imer presidente de la Comisión, Dr . Anton Frederick Bruun. Las "Conferencias en memoria de Bruun" fueron establecidas de conformidad con la resolución 19 de l a sexta reunión de la COI, en la que la Comi- sión propuso que los adelantos importantes ocurr i - dos en el intervalo transcurrido entre dos reuniones fuesen resumidos por especialistas en estudios sobre l a parte sólida de la t i e r r a , oceanografía fisica y química y meteorología y biología marina. La Comisión pidió además a l a Unesco que se en- cargase de publicar l a s conferencias y ulteriormente se decidió incluirlas en l a "Colección Téc- nica de la COI".

Anton Bruun nació el 14 de diciembrede 1901 siendo el primogénito de una familia de agriculto- r e s , pero un grave ataque de poliomielitis en s u infancia le hizo orientarse hacia una c a r r e r a aca- démica en vez de agrícola.

En 1926, Bruun se doctoró enzoologíadespués de haber empezado a trabajar, var ios años antes en e l Instituto Danés, de Investigaciones Pesque- r a s . por el Atlántico Norte, donde recibió l a s ense- ñanzas de científicos tan eminentes como Johanne s Schmidt, C.G. Johannes Pertesen y Thomas Mortensen.

Todavía más importante para s u s futuras actividades fue s u participación en la circunnavega- ción del mundo realizada en 1928-1930, por la

Este trabajo l e permitió hacer cruceros

Expedición Dana, durante l a cual aumentó s u s conocimientos sobre lo s animales marinos, la oceano- grafía general y l a s técnicas de investigación oceánicas.

En los años siguientes, Bruun dedicó ia mayor parte de su tiempo al estudio de Ias abundantesco- lecciones de animales del Dana y a l a publicación de su tratado sobre los peces voladores del Atlán- tico. En 1938 fue nombrado conservador del Mu- seo Zoológico de l a Universidad de Copenhague y después desempeñó también el cargo de profesor de oceanografía.

En 194 5 - 1946 dirigió l a expedición Atlántida a l a s zonas de l a plataforma continental de Africa Occidental, después de l a cual se realizó bajo su competente dirección la expedición Galatea en 1950-1952, que s e concentró en e l estudio de l a fauna bentónica por debajo de los 3 . 0 0 0 metros y efectuó la pr imera exploración de l a s grandes fo- s a s oceánicas en l a que s e descubrió una fauna es- pecial a la que dio e l nombre de "hadal".

Los Últimos diez años de la vida de Bruun e s - tuvieron dedicados a l a s actividades oceanográficas internacionales. Participó activamente en e l es ta- blecimiento de organismos como la IACOMS. e l SCOR, l a IABO y l a COI, de la que fue el p r imer presidente en 1961.

Su muerte prematura,unos meses después, e l 13 de diciembre de 1961, puso fin a muchas espe- ranzas y aspiraciones, pero e l recuerdo de Anton Bruun perdurará por su influencia estimulante so- b r e sus colegas oceanógrafos y por s u contribución científica a l conocimiento del m a r que tanto amaba.

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LA BIOLOGIA DEL OCEANO INDICO

por G . F. Humphrey

CSIRO Marine Biochemistry Unit The University of Sydney AUSTRALIA

La "Biología delOcéano Indico" e s un tema particularmente adecuado para una conferencia en memoria de Bruun pronunciada ante l a Comisión Oceanográfica Intergubernamental. Anton Bruun fue un biólogo de una visión muy amplia y general y hubiera sabido l o que significa "biología de un océano". Yo no lo sé y seguramente no me hubie- r a atrevido a hablar sobre ese tema en su presencia. La Mesa de nuestra Comisión, consciente de lo poco que se sabe sobre l a biología del Océano Indico, ha considerado sin duda que esta escasa información podría s e r fácilmente presentada por un bioquímico tan ignorante de l a biología. En todo caso, nuestra Comisión no e s una sociedad cien- tífica y, por lo tanto, no se r í a apropiado presentar un informe científico detallado sobre e l tema.

Creo que debemos empezar por l a finalidad principal de l a COI, e s decir, reunir a los Estados "dispuestos a participar en programas oceanográfi- cos cuya ejecucion exija s u acci6n concertada". La COI ha elegido el Océano Indico corno marco de s u pr imera actividad internacional cooperativa y en 1961 aprobó la Expedición Internacional a l Océano Indico que, hasta ese momento, había sido patroci- nada exclusivamente por el SCOR y l a Unesco.' La segunda finalidad principal de la COI e's "fomentar la investigación científica de los océanos a fin de conocer mejor su naturaleza y sus recursos". La actividad más reciente de l a COI en relación con l a IIOE para cumplir esa finalidad ha sido patroci- na r conjuntamente un simposio sobre "La Biología del Océano Indico", que se celebró a principios de este año en Kiel. En un volumen que se publicará este año se encontrarán reseñas redactadas por muchos de lo s biólogos que han participado en l a IIOE o que han estudiado ulteriormente el material y lo s datos recogidos por otros. Además, los sie- t e volÚmenes aparecidos hasta ahora de la Colección de Reimpresiones de la IIOE contienen 586 artícu- l o s originales, muchos de ellos sobre biología. Aparecerán todavía otras muchas reseñas y comu- nicaciones originales, pero lo que ya se ha hecho demuestra el acierto de haber emprendido e sa in- ve stigación.

Los procesos de producción en el OcéanoIndico son los fenómenos biológicos que más me interesan y los que, a mi juicio, constituyen además l o s a s - pectos biológicos más importantes para e l hombre. P a r a comprenderlos debemos hacer algunas generalizaciones sobre la distribución de los organismos en dicho océano. En este caso, comoentodos los casos semejantes, debemos recordar que "los l ímites de l a distribución dependen en gran par te de la intensidad del muestre0 en el tiempo y en e l espacio" (Kimor 1971) . Aunque suscribo e s a c r i - t ica de este tipo de trabajo, no deja de ser cierto que nuestra fuente principal de información sobre la distribución de los organismos marinos e s l a comparación de ta les distribuciones con l a de algunos otros factores que pueden ser sencillos, como la temperatura, o complejos, como l a s s u r - gencias. P o r consiguiente, las consideraciones sobre la distribución no sólo proporcionan infor- mación por sí mismas sino que indican también zonas o fenómenos especiales que merecen un examen detenido. E s cierto que los estudios sobre distribución no se terminan nunca, pero inversa- mente deben iniciarse investigaciones específicas por separado tan prodto como s e dispone de algunos datos de distribución por elementales que sean.

FITOPLANCTON

No tenemos at las ni la perspectiva de tener los pa- r a orientarnos en nuestras consideraciones sobre l a distribución del fitoplancton. La mayor parte de l a s especies del fitoplancton que se encuentran en zonas relativamente aisladas, como e l Mar Rojo y e l Golfo Pérsico, se encuentran también en todo el Océano Indico tropical. En el M a r Rojo, los dinoflagelados están distribuidos más uniformemente y son más abundantes que l a s diatomeas y a veces hay enjambres de Trichodesmium. La parte cen- t r a l del Mar Rojo es relativamente pobre en especies de fitoplancton y en ella predominan las diatomeas y los flagelados. El Golfo Pérsico es probablemente más pobre todavía que e l Mar Rojo

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y ambas zonas están menos favorecidas a ese r e s - pecto que el Golfo Arábigo.

En toda la zona tropical existe un complejo básico de fitoplancton presente casi universalmen- te. La presencia de e se complejo en esta zona y en todos los océanos s e debe a las diferentespro- piedades fisiológicas de sus miembros. Las proporciones relativas de esos miembros varían de una región a otra y están determinadas por las r e s - puestas metabólicas a l a salinidad, la temperatura, los nutrientes y las vitaminas. En la zona tropical también son comunes var ias especies de dinoflagelados. En general, los dinoflagelados aumentan cuando l a surgencia e s débil, mientras que cuando es fuerte suele haber también una intensa,prolife- ración de diatomeas. La preponderancia final de diatomeas tal vez se deba a su mayor velocidad de división.

La biomasa total del fitoplancton depende considerablemente de los factores meteorológicos e hidrológicos. E l monzón del SO suele producir u n aumento var ias veces mayor que el monzón del NE. La concentración vertical del fitoplancton e s relativamente independiente del perfil de l a densidad. Sólo cuando hay un fuerte gradiente de densidad y una gran estabilidad del agua se encuentra l a mayor parte de la biomasa en los 30 metros super iores (por ejemplo, l a región de divergencia ecuatorial) ~ La abundancia del fitoplancton en l a s regiones subtropical s u r y oeste del Océano Indico es semejante a l a de las regiones correspondientes del Pacifico. La región ecuatorial oriental e s considerablemente más pobre

Ya he senalado la respuesta de los dinoflagelados incluso a una surgencia débil. Es particularmente interesante que s e haya hecho un estudio detallado (Taylor 1971) del mater ia l colectado durante los cruceros del "Anton Bruun" en las regiones norte, centro y oeste. Durante e l monzón del SO, la dis- tribución fue bastante uniforme, salvo algunas concentraciones mayores en las aguas indicas meridionales y occidentales. Durante elmonzón delNE, e l Mar de Andamán y la Bahía de Bengala fueron particularmente ricos, a s í como l a s estaciones reaiiza- das en la Corriente Ecuatorial del Norte y entre é s - ta y la Contracorriente Ecuatorial. La bandade la Convergencia Tropical presentó una disminución de abundancia, de modo que l a s estaciones oceánicas a l s u r de los 30" S dieronmuy pocos dinoflagelados.

Durairatnam (1964) ha demostrado que en la región indonesio-australiana los dinoflagelados predominan sobre l a s diatomeas. La disminución general de la concentración de dinoflagelados entre O" y 40"s (Wood 1964) produce una zona estér i len- t r e los 10" S a 30" S y los 98" E y 108" E.

Se dispone de muy poca información sobre l a s regiones meridionales. Los laboratorios sudafri- canos han hecho recolecciones en la zona de Agujas de 1961 a 1967 y Decker (1971) ha resumido los resultados de e s a interesante s e r i e de cruceros. Se observó que las diatomeas e ran las formas más comunes. La zona es muy r ica y abundan las

proliferaciones en l a s que participan varias especies. Los dinoflagelados aumentaban en número y diversidad hacia e l es te y en alta mar . En general, la compo- sición del fitoplancton e s muy semejante a ambos lados del Cabo de Buena Esperanza. La abundancia en e l Banco deA gujas depende considerablemente de las especies zooplanctónicas Thalia democratica y Dolio- lum denticulatum. Estos tunicados ocupan a veces miles de millas cuadradas y consumen enormes cantidades de fitoplacton.

firmado que a l s u r de la Convergencia Subtropical predominan l a s diatomeas. Es t a s suelen s e r muy diferentes de las especies de la zona templada (Wood 1964) y los flagelados están representados únicamen- te por pocas células de un corto número de especies.

ZOOPLANCTON

La adopción por muchos laboratorios de l a Red de Plancton Standard del Océano Indico y el envío de gran número de las muestras recogidas con ella a l Centro Biológico del Océano Indico ha permitido un examen más temprano y más regular del material obtenido. Sin embargo, también se han recogido muchas muestras por procedimientos no standard. No puede hacerse un resumen adecuado de l a distribución del zooplancton hasta que se ha- ga l a síntesis de todas l a s muestras . Creo que no hay propuestas nacionales o internacionales para esa labor. Además, un resumen para todo el Océano Indico requiere muchas más muestras y e l esfuer- zo necesario para ello ta l vez no esté justificado. Lo mismo que en el caso del fitoplancton, lo más que podemos hacer por ahora es indicar algunas característ icas de cier tas zonas.

mucho mejor que l a parte s u r y ya está claro que cier tas zonas, ta les como el Mar Rojo y el Golfo Pérsico, son en gran parte prolongaciones cuali- tativas de l a región indo-pacífica (Kimor 1971), mientras que en términos cuantitativos están em- pobrecidas en número de especies y en cantidad de biomasa. Este empobrecimiento e s una consecuencia de l a topografía del fondo y de l a s condiciones hidrológicas. La sección invernal realizada por Delalo (1966) arrojó 11 g m-2 en l a parte norte del Mar Rojo, 16 en la parte central y 23 en la parte su r . El Golfo de Aden en Bab-el-Mandeb arrojó 78 g m-2. Del Mar Arábigo afluyen formas epipelágicas a r r a s t r adas por l a s corrientes superficiales debidas a los monzones. Sin embargo, esa afluencia e s insuficiente para mantener permanen- temente una biomasa abundante. Las especies en- démicas presentan con frecuencia diferencias mor- fológicas con respecto a las especies estrechamente afines exteriores a l Mar Rojo y a l Golfo Pérsico.

La parte central norte del Océano e s mucho más r ica en l a superficie en e l verano (hasta 200 mg m -3) que en el invierno (hasta 100 mg m-3). Los eufáusidos predominan cerca de l a costa oriental africana. En general, l a zona tropical sólo posee un tercio de su biomasa planctónica por debajo de

En sus estudios antárticos, Sayed (1971) ha con-

La parte norte del Océano Indico se conoce

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los 500 metros. L a s aguas centrales al s u r del Ecuador son muy pobres y contienen menos de 50 mg m-3-

Ese empobrecimiento se prolonga hacia el sureste (Tranter 1962) y la mayor parte de l a s regiones próximas a Australia contienen menos de 50 mg m-3. prendidas entre Australia y Java contienen más de 100 mg m-3.

En l a parte suroeste del océano, en la región de Agujas, suele haber 100 ml m-3 (volumen sedi- mentado, Decker 1971) pero se t r a t a en granparte de salpas gelatinosas. A veces hay grandes concentraciones de copépodos, cladbceros y quetogna- tos. Los eufáusidos son siempre inferiores ao, 03 ml m-3-

E l resumen de Bogorov et al. (1969) demues- t r a que la concentración de plancton en e l Océano Indico puede compararse favorablemente con l a de los otros dos grandes océanos (Tabla 1 ) . La zona tropical norte del Océano Indico e s la más r ica de e s a s zonas en e l mundo. E l reciente fallecimien- to del profesor Bogorov ha sido una gran pérdida para l a evaluación de los recursos biolÓgicos marinos, pero estoy seguro de que sus colegas y sus alumnos continuarán la tradición que ha establecido.

Los cálculos de Cushing (1971) sobre la velocidad de producción del plancton presentan los má- ximos valores frente a l a s costas del s u r de Arabia, Somalia, Malabar y Ceilán, a s í como en l a parte norte de l a Bahia de Bengala. Los promedios de todas e s a s zonas durante lo s dos monzones fueron iguales a O , 04 g C m-2 día - lo E s a igualdad puede ser una apariencia debida a l a falta de muestras de la parte central pobre del océano durante el mon- zÓn del NE.

Cuando hay surgencia, l a s aguascom-

BENT OS

E l principal factor que regula l a distribución del bentos e s la disponibilidad de alimentos. La red trófica vertical del fitoplancton a l bentos reaccio- na con l a s condiciones especiales creadas por l a surgencia y produce una concentración de bentos mayor en las zonas templadas que en l a s tropica- l e s y cerca de l a s costas que en alta m a r (Neyman et al. 1971) .

La parte más r ica del Océano Indico e s e l norte del Mar Arábigo (500 g m-2) y l a concentración disminuye hasta pocos g m-2 hacia el su r . En l a Bahía de Bengala,la zona del Ganges tiene hasta 40 g m-2 y e l res to sólo algunos g m-2. El bentos de alta mar no llega siquiera a 1 g m-2 y una gran zona central alrededor de lo s 90° E tiene menos de O, 05 g m-2.

En l a s zonas costeras de Africa del Sur, Australia y l a Antártida son comunes los valores hasta de 50 g m-2, con cier tas zonas hasta 300 P-2. La alta m a r entre e s a s zonas presenta de ordinario entre O, 1 y 1, O g m-2 (Filatova 1971) .

El bentos del Océano Indico es'una fauna menos aislada que l a s del Atlántico y e l Pacifico. La

mayor parte del bentos del Océano Indico norte se compone de especies del Pacífico. En el Océano Indico s u r hay poca influencia del Pacifico. Al norte de los 40's. son comunes l a s formas del Atlántico, mientras que a l s u r de los 40' S predominan las formas antárticas y endémicas.

PECES

No hay ningún atlas reciente de la distribución de lo s peces en el Océano Indico ni c r eo que se pro- yecte ninguno. Steinitz (1971) ha hecho una revi- sión de los interesantes problemas que plantea la ecologia de los peces en el M a r Rojo y en el Golfo Pérsico. E l Golfo Pérsico tiene menos especies que el Mar Rojo y carece cas i por completo d e e s - pecies batipelágicas y abisales. Los peces de co- r a l son los más importantes de los peces l i torales y hay muchas formas del Mar Rojo pero pocas del Golfo Pérsico.

Al s u r de los 20°N. el Mar Rojo contiene más cantidad de peces que a l norte de e se paralelo. E s probable que esto sea en parte una consecuenciade un aumento análogo del fitoplancton, del zooplancton y de otros invertebrados y vertebrados marinos. La naturaleza fuertemente endémica de lo s peces del Mar Rojo se extiende también a l Océano Indico Occidental.

Cohen (1971) ha establecido tablas de distri- bución de var ios géneros. La mayor parte de los peces l i torales están ampliamente distribuidos y algunos llegan hasta el Océano Pacífico. Los peces del talud continental y los peces abisales están menos extendidos. Los peces pelágicos de aguas profundas tienen hábitats determinados por l a tempera tura y l a salinidad. Los peces de Africa del Sur, de Australia y del Antártico tienen una composición por especies muy diferente y no han sido suficientemente estudiados para poder hacer generaliza- cione s .

PRODUCCION PRIMARIA

La velocidad a l a que el anhídrido carbónico es asimilado por e l fitoplancton es un índice de l a v e - locidad de-producción de la mater ia orgánica. Esa velocidad depende de l a cantidad de fitoplancton (determinada de ordinario por l a concentración de clorofila), del estado fisiológico de éste y de l a s condiciones físicas (por ejemplo, l a luz y l a t em- peratura). En e l a t las de biologia química de l a LIOE, que está preparando e l profesor Krey en Kiel, se presentarán resumidamente e sos resultados.

Clorofila

E l Mar Rojo presenta concentraciones crecientes de norte a s u r (Khemelova 1970). por ejemplo, de O, 14 mg m-3 en l a superficie en el norte, O, 24 en el centro y O , 4 0 en el su r . Las cantidades conte- nidas en una columna de agua de 1 m2 de sección oscilaron entre 20 a 60 mg.

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En e l Océano Indico occidental, la clorofila varió considerablemente de una estación a otra, valores de hasta 300 mg m-2 se han encontrado a 10" N en e l Mar Arábigo (Laird et al. 1964). concentraciones máximas suelen encontrarse por debajo de la superficie y a profundidades por lo común mayores en aguas estables que en aguas inestables. Las masas de agua de gran estabilidad contenían menos clorofila.

En lo que se refiere al Océano Indico oriental, falta información sobre una amplia zona de la Bahía de Bengala. Por lo general, las concentraciones son pequeñas o medias y en ninguna zona superio- r e s a i mg m-3- LOS máximos suelen encontrar- s e ce rca de los 75 m. En las zonas central, sud- africana y antártica, Ichimuray Fukushima (1963), Saijo (1963) y Saijo y Kawashima (1964) encontraron concentraciones inferiores a O, 6 mg m-3. La situacion e s semejante en las aguas australianas (Humphrey 1966) con la salvedad de que el mues- t reo regular en una zona ( l i O o E) reveló concentraciones estacionales superiores, que pueden l legar a 1 , l mg m-3 (Humphrey y Ker r 1968). En la región antártica, Sayed y J i t ts (1971) encontraron una concentración media de O, 28 mg m-3 sin ningún valor superior a O, 73. Los trabajos exten- sivos anteriores de Sayed permiten una compara- ción entre las zonas antárticas de los t r e s océanos con cifras de 2 0 mg m-2 (Océano Indico), 13 (Océa- no Pacífico) y 16 (Atlántico) para la columna de agua. Las cif ras correspondientes para l a s aguas meridionales más templadas son 30, 26 y 13.

Asimilación de carbono

El M a r Rojo presenta una actividad creciente de norte a sur . Khemelova (1970) obtuvo índices de O. 13 mg C m-3 h r - l en la parte norte, O, 71 en la parte central y 3, 42 en l a parte meridional. Las ci f ras de asimilación fueron respectivamente de

Las

3, 91, 4, 14 y 7 ,Ol hr-1, lo que indica un aument o hacia e l s u r de la actividad del fitoplancton. En e l s u r del M a r Rojo y en e l Golfo de Aden son frecuen- tes los radiolarios que contienen zooxantelas, complejo al que puede atribuirse a menudo la mitad de l a asimilación (Khemelova 1967). Indico occidental, la asimilación fue intensa cuando y donde había mucha clorofila, con índicessu- per iores muchas veces a 1, O mg C m-3 h r - l - La costa centroafricana presentó también en ocasiones esos grandes índices.

fue generalmente inferior a O , 4 mg C m-3 h r - l . La profundidad de maxima asimilación no coinci- dió con la profundidad de máxima clorofila, lo que hace pensar que e l fitoplancton profundo había pe r - dido parte de s u capacidad bioquímica.

bien reducida aunque s e encontraron muchas manchas con valores moderados. El estudio extensivo de J i t ts (1969) a lo largo del paralelo de 1 l o o E arrojó valores hasta de 1, 1 mg C m-3 h r - l . Los escasos resultados disponibles de l a s regiones meridional y antártica indican zonas moderadas y po- b re s en correlación principalmente con la cantidad de fitoplancton. El índice máximo de asimilación encontrado por Saijo y Kawashima (1964) fue de 1, 6 h r - 1 - Estos autores atribuyen los pequeños valores encontrados a los efectos de la baja temperatura y de l a escasa intensidad luminosa sobre e l metabolismo del fitoplancton.

La cantidad de la asimilacion del carbono puede r e fe r i r se también a l a cantidad debajo 1 m2 de superficie por dia. introduce e s la profundidad a la que penetra suficiente luz En la Tabla 2, deducida de lo s cálcu- los de Cushing (1971), s e ve la gran influencia de la estación. Pa ra e l Océano en su totalidad, e l valor medio e s de O, 22 g C m-2 día-1, superior a l correspondiente a l Atlántico (O, 19). o a l Pacífico (O, 13) (Moiseev 1969).

En e l Océano

En e l Océano Indico oriental, la asimilación

En l a s zonas centrales, l a actividad fue más

E l nuevo factor que así se

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Tabla 2

PRODUCCION DE CARBONO ORGANICO

Región Intensidad Area g C. m-2. día-1 Cuadrículas de 5"

Surgencia Arábiga 1, 1 6 (0,23) 8 (6)

Surgencia Javanesa O , 8 5 ( O , 28) 3 (1)

M a r Arábigo O, 7 6 (O, 12) 16 (14)

Tropical este O, 7 0 (O, 26) 16 (12)

Ecuatorial 0.40 (O, 15) 18 (16)

Africa oriental y Mozambique 0,83 (0,421 13 (10)

Bahía de Bengala - ( O . 21) - (14)

- datos insuficientes

Los valores correspondientes a l monzón SO van seguidos de los correspondientes a l monzón NE entre paréntesis

RESUMEN DE LAS CARACTERISTICAS BIOLOGICAS

Un rasgo característ ico del Mar Rojo y del Golfo Pérsico es el aumento hacia el s u r del fitoplacton, e l zooplacton, el bentos, los peces y l a p r o d u c c i h pr imaria . costa de Africa oriental depende considerablemente de las condiciones meteorológicas y c ier tas zonas de esas regiones presentan estacionalmente l a s máximas concentraciones de biota y l a s máximas intensidades de los procesos biológicos. Necesita- mos más información sobre la Bahía de Bengala para hacer generalizaciones válidas, fluencia del caudal fluvial e s probablemente grande.,

E l Océano Indico central e s algo más pobre en contraste pronunciado con l a s zonas septentrional, occidental y oriental adyacentes. En algunas épo- c a s del año, c ier tas par tes de l a s zonas occidental y oriental son tan activas biológicamente como l a zona septentrional. Las zonas antárticas están to- davía demasiado poco estudiadas para hacer generalizaciones.

Los manglares abundan y presentan una gran productividad, favorable para e l cultivo artificial de moluscos, crustáceos y peces. También abundan l a s zonas coraliferas, que por s e r poco profundas y e s t a r bien iluminadas, presentan una r á - pida circulación de elementos productivos. Aunque su índice de producción sólo es moderado, s u ritmo e s bastante estable (Alverson 1971; Tranter 1972).

Todos los estudios de distribución demuestran que l a s cantidades y los tipos de organismos varían considerablemente de una estación a otra. Sabemos

La biologia del Mar Arábigo y de l a

pero l a in-

que l a s zonas costeras y l a s de surgencia pueden s e r r icas y que l a s zonas centrales suelen s e r po- b re s . Sin embargo, hay indicios d e que puede haber excepciones pues vemos manchas r i ca s en zonas esté ri le s .

E L FUTURO

Este conocimiento y esta experiencia indican claramente, a mi juicio, que los trabajos futuros deben consistir en estudios específicos con fines concretos.

En lo que s e refiere a l trabajo puramente cien- tífico, me parece superfluo que l a coi fomente ex- pediciones coordinadas para cartografiar l a s actividades biológicas en l a s zonas desconocidas en gran parte todavía. Es preferible que l a COI fomente estudios más reflexivos e innovadores de l a información existente junto con estudios especializados de problemas concretos. Tales estudios tienen aplicaciones fuera del Océano Indico y han sido ya emprendidos en cierta medida por algunos investigadores. Sin embargo, todavía no han l le- gado a nuestro conocimiento y, por lo tanto, no han podido tenerse en cuenta en nuestras consideraciones en l a COI.

En pr imer lugar, mencionaré e l trabajo de Cushing (1971) que ha utilizado los datos de la IIOE sobre producción pr imaria y capturas de zooplancton para calcular ia magnitud de l a transferencia del nivel primario al secundario y, a base de ella, e l volumen de l a producción terciaria pre- visible. los datos y supliéndola con su ingenio, ha calculado

Sin desanimarse por la insuficiencia de

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coeficientes de transferencia (g C.m-20 180 día-' en el nivel secundario dividido por e l valor co r re s - pondiente al nivel primario) y los ha relacionado con l a variación de l a producción primaria. La Fi- gura l muestra que e l coeficiente disminuye de las zonas de baja producción a l a s de gran producción, lo que indica que l a energia e s transferida con una eficacia t r e s veces mayor en l a s zonas oceánicas que en las costeras.

Aunque e l valor absoluto de l a producción secundaria sigue siendo mayor en l a s zonas costeras que en l a s oceánicas, 1a.disparidad no e s tan grande como en el nivel primario. Si es ta reducciónde l a disparidad entre los niveles se prosigue a l o l a r - go de l a cadena alimentaria y, teniendo en cuenta que e l hombre explota los niveles superiores, disminuye el interés relativo de l a s zonas de gran producción primaria.

r ia e s por término medio e l 1% de l a producción pr imaria y el 10% de l a secundaria (Figura 2) y estos tipos de mapas indican más claramente lo s posibles recursos explotables que los de l a simple asimilación del carbono ~ La determinación de los coeficientes de transferencia y de l a producción en los niveles superiores es la mejor contribución que pueden p res t a r los oceanógrafos a l estudio con- tinuo de los recursos explotables. E l análisis de redes (Saila y Pa r r i sh 1971) puede instrumento muy eficaz para estudiar l a s interacciones de l a s especies durante l a explotación. Ese análisis ha demostrado que l a captura selectiva de especies de fisiología semejante en los ecosistemas provoca una disminución de la diversidad de l a s e s - pecies y una inestabilidad, mientras que l a explota- ción no selectiva mantiene l a estabilidad. En consecuencia, l a explotación racional no debería tener e l carácter de monocultivo. La gran diversidad de especies en el Océano Indico tropical puede p res - t a r se a es te sistema.

En segundo lugar, mencionaré el trabajo experimental de Jeffrey (1968 e inédito) sobre la in- terpretación de los estudios de distribución de los pigmentos del fitoplancton. Los métodos oceano- gráficos de estudio aplicados actualmente proporcionan una información dificil de interpretar, como se indica en l a Figura 3 (Humphrey 1966). métodos utilizados en esos estudios no permiten distinguir e l fitoplancton vivo del muerto y los resultados obtenidos sólo indican la cantidad máxima de fitoplancton existente. Utilizando métodos c ro - matográficos aplicables en el mar , e s posible no sólo determinar l a cantidad de clorofilas y carote- noides potencialmente funcionales para la fotosín- tesis, sino también obtener una estimación semi- cuantitativa de l a s proporciones de cada clase de fitoplancton y una indicación de l a s que s e degra- dan (Figura 41.

En t e rce r lugar, hay indicaciones evidentes de que necesitamos conocer mejor los procesos metabólicos del fitoplancton como productor pr ima - rio de materia orgánica. P o r ejemplo, disponemos

Cushing ha calculado que l a producción t e rc i a -

s e r un nuevo

Los

ya de una información general sobre la distribu- ción de los dinoflagelados en muchas regiones del Océano y conocemos su capacidad para aprovechar incluso condiciones mínimas de enriquecimiento. Aunque tienen la desventaja, en comparación con l a s diatomeas, de l a lentitud con que s e reprodu- cen, disponen de un conjunto de caracter ís t icas me- tabólicas más diversificadas, lo que permite a c i e r - t a s especies funcionar no sólo fotosintéticamente sino también heterotróficamente. En efecto, su capacidad autotrófica y fagotrófica puede tener considerable importancia. Necesitamos estudiar e s a s funciones mediante un trabajo experimental cuidadoso sobre una se r i e de especies y determina r luego detenidamente su importancia natural en zonas y situaciones ecológicas. Su función como simbiontes en lo s ecosistemas relativamente sencillos de los arrecifes de coral se ha estudiado r e - cientemente de un modo intensivo con resultados originales (Haxo, Expedición Alpha Helix 1966 a la Gran Bar re ra de Arrecifes).

Los datos sobre l a distribución de fitoplancton deben también analizarse matemáticamente. Aunque tales datos son a menudo muy incompletos, es tono es una excusa para no saca r de ellos todo el par t i - do posible. La aplicación del análisis de conglo- merados ha permitido a Thorrington-Smith (1971) delinear regiones fitohidrográficas y asociaciones fitoplanetónicas. Su trabajo ha revelado además con mayor claridad la sincronización de los efec- t o s de los monzones.

En cuarto lugar, deberíamos utilizar más l a s estaciones de referencia (estaciones fijas) ~ Tales estaciones s e propusieron por pr imera vez como resultado de una reunión oficiosa de científicos de algunos de los paises participantes en i a IIOE (Australia, Francia, Indonesia, Japón. Filipinas y Estados Unidos). E l SCOR planteó formalmente el problema de l a s estaciones de referencia enuna circular dirigida a l o s Comités Nacionales e l 15 de septiembre de 1961. ciones s e situasen en posiciones en l a s que los b a r - cos del mayor numero posible de laboratorios pu- dieran hacer escala cómodamente y con frecuencia. Además de proporcionar una cobertura estacional en e sas posiciones, algunas de l a s observaciones podrían se rv i r para intercal ibrar l a s diferentes técnicas utilizadas ~ l a s posiciones exactas se- rían decididas por los comités nacionales". Las estaciones se designaron oficialmente (Figura 5) y, aunque los datos se encuentran en los Centros Mundiales de Datos, no s e ha hecho ningún examen general de ellos y no se tiene todavía unaidea clara del resultado de l a s estaciones. que e sos puntos de la alta mar , junto con lo s laboratorios de Eilat, Cochin, Yakarta, Nosy Be, Durban y Perth, pueden constituir una red sumamente importante de investigación y vigilancia.

dente que el Océano Indico constituye un importante recurso mundial que debe ser utilizado por el hombre en una medida mucho mayor. Su principal

Se propuso que e s a s "esta-

Considero

En lo que se ref iere a la explotación, es evi-

13

utilidad e s y debe ser l a pesca. reconocido y ha establecido una Comisión de P e s - ca del Océano Indico (IOFC). Ya se han hecho grandes progresos en la formulación de u n Progra- ma Internacional PNUD-FAO de estudio y desarrollo de l a pesca en el Océano Indico. E l director del programa (Sr . John Marr) ha hecho una excelente labor de preparación de informes y proyectos.

Alrededor del Océano Indico viven mil millones de personas con un déficit anual de 3 millones de toneladas de proteinas y e s necesariotomar me- didas para remediar e sa situación. La pesca sólo rinde actualmente 2, 5 millones de toneladas.lo que equivale aproximadamente a l 5% del total mundial. Según M a r r (1971 a), en los próximos 10 a 20 años, e sa cifra podrá ascender a 20 Ó 25 millones de toneladas utilizando solamente l a tecnología actual. P a r a ello s e r á necesario aplicar no sólo ias cien- c ias pesqueras u oceanográficas, sino también una planificación y una administración económicas en gran escala. Además, y esto e s lo más difícil de todo, s e requerirá l a buena voluntad de l a s naciones en escala mundial. N o e s sorprendente, por l o tanto, que a pesa r de lo que se dijo a l comienzo de l a IIOE, és ta no haya resuelto ningih problema pesquero ni conducido a una explotación más racional de lo s recursos pesqueros. Lo que ha hecho l a IIOE e s facil i tar una base oceanográfica para e l planeamiento. Mar r (1971 b) ha resumido estoco- mo sigue:

"1. E l caudal general de información sobre el Océano Indico ha aumentado considerablemente. Una parte de e sa información (además de l a men- cionada más abajo en e l punto 4 ) puede resul tar importante para e l desarrollo de l a pesca, con gran probabilidad,de un modo completamente inesperado.

' 2 . Los especialistas de todo e l mundo en cien- c i a s del mar siguen mostrando un interés sostenido por e l Océano Indico, como resultado de lo cual se- guirán aumentando los conocimientos sobre dicho océano.

3 . Algunos, si no muchos, de lo s países del Océano Indico muestran mayor interés por l a s cien- c ias del mar , lo que contribuirá también a aumen- t a r los conocimientos sobre e se océano.

Existe un caudal de información sobre r a s - gos ta les como l a distribución de las zonas de s u r - gencia de gran productividad, l a distribución en profundidad de l a concentración mínima de oxígeno y l a distribución y abundancia de l a rvas de peces, todo lo cual guarda una relación evidente con el de - sarrol lo de l a pesca. ' I

Si bien e s evidente que l a IOFC debe ser e l ó r - gano encargado de dirigir esas actividades, cabe preguntarse si debe ser e l Único Órgano para e l e s - tudio de los problemas científicos correspondientes . La COI debe fomentar nuevos estudios en el Océano Indico. Al mismo tiempo que debe s e r una tribuna de discusión y de promoción de la buenavo- luntad, existen problemas oceanográficos específi- cos y apremiantes particularmente adecuados para

La FAO ya lo ha

4 .

a t r a e r la atención de la COI. Por ejemplo, e l hombre no recoge en sus actividades de pesca ni siquiera e l O, 1% de l a producciónprimaria de la zona. Sin embargo, la IOFC ha previsto la posibilidad de multiplicar por diez l a s capturas utilizando los medios actuales y l a de un aumento mayor apli- cando nuevas técnicas. De l a s consideraciones oceanográficas se desprende que las zonas más favorables para ese aumento son Somalia, el s u r de Arabia, Malabar, Madagascar y Java, y Alverson (1971) ha delimitado una ser ie de zonas análogas como prioridades para las investigaciones pesqueras (Figura 6 ) . De e s a s mismas consideraciones, en particular l a s relativas a l a dis- tribución de la biota y las variaciones de l a magnitud de la producción pr imaria en e se océano, se deduce que esos grandes aumentos de l a explota- ción entrañarán l a captura de nuevas especies en nuevos puntos de l a red alimentaria. que l a COI contribuirá a esa evolución.

Indico dividido en una se r i e de ecosistemas. En este momento podemos distinguir cinco sectores productivos principales: l a s zonas de enriquecimiento, c ier tas zonas oceánicas, l o s arrecifes de coral, los manglares y las zonas costeras . Las poblaciones que habitan e s a s zonas reaccionan a los cambios pero no consiguen mantenerse intactas. Los efectos del hombre y l a naturaleza determinan con frecuencia la dirección en que evolucionan los sistemas. intensivamente l a s poblaciones animales para sus propios fines, pero e sa explotación más extensiva entraña riesgos de desequilibrio permanente o de catástrofe. Todos esos ecosistemas requieren un estudio oceanográfico mientras nuestros colegas especializados en l a pesca aumentan su explotación. Esos s is temas sufrirán grandes cambios mucho an- t e s de que e l hombre llegue a l punto de tener que interferir con l a red alimentaria para que l a explo- tación de l a producción pr imaria ascienda a un pe- queño porcentaje. Este es el tipo de proyectos de oceanografía pesquera que debería fomentar la COI. Considero que debería establecerse un proyecto FAO-COI de este tipo. A mi juicio deberíamosuti- l izar a nuestro Órgano a seso r , e l ACMRR, como utilizamos a nuestro otro Órgano asesor , e l SCOR. Deberíamos pedir a l ACMRR que nos proporciona- se información específica sobre los puntos genera- l e s que he planteado y nos presentase propuestas de actividades conjuntas.

En nuestras Últimas reuniones he oido hablar mucho de la necesidad de un programa ampliado y a largo plazo de investigación oceánica y de un Decenio Internacional de Exploración Oceáni- ca. Emprendamos esos proyectos pero no nos limitemos a que sean simplemente un medio de aumentar e l caudal de nuestros conocimientos. Procuremos convertirlos en proyectos de pre- servación de i océano con la ayuda incesante de l a COI para el beneficio permanente del hombre.

E s indudable

La COI podría fomentar el estudio del Océano

Esto permite a l hombre explotar m á s

14

Coeficiente de transferencia % 50

4 0

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20

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g C/m*/lllOd

Figura 1 : Coeficientes de transferencia de la producción primaria a la secundaria en función de la producción primaria

15

Figura 2a : Distribución de la producción terciaria durante el monzón del noreste

Figura 2b : Distribución de ia producción terciaria durante el monzón del suroeste

16

10 N

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20

30

40

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'E 100' 1 10' 120° 130' 140'

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4 0 C

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Figura 3 : Perfiles de profundidad invernales de las clorófiias a(-), y c (. . .) en ,ug/l. Se ha representado el valor medio a cada profundidad para una cuadrícula dada.

17

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A U S T R A L I A ESTACION DE REFERENCIA

ABISMO INDICO SEPTENTRIONAL

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I I 1 1 I 1 I I I I I I l I I I I O' 20' 40 ' 60' 80' 100' 1 20' 140' 160" .

!O0

1'

20° s

i0 O

500

Figura 5 : Estaciones de referencia

20

Figura 6 : Zonas de desarrollo

21

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ALVERSON, D. L . (1971) Field surveys and the survey and charting of r e - sources. U. N. Development Programme. IOFC/ DEV/71/6. Roma, FAO.

BWOROV, V.G. e t alii (1969) The biomass of mesoplankton in the different climatic zones in the surface player of the World Ocean. Dokl. Akad. nauk SSSR, 188(1): 209-212.

COHEN, D.M. (1971) Zoogeography of the fishes of the Indian Ocean. Se publicará en Zeitzschel, B. (ed). The biology of the Indian Ocean. Springer-Verlag, Berlín, (Eco- logical Studies).

CUSHING, D.H. (1971) Survey of resources in the Indian Ocean and Indone- sian a rea . DEV/71/2 FAO, Roma.

U . N. Development Programme. IOFC/

de DECKER, A . (1971) Agulhas Bank plankton. B. (ed . ) . The Biology of the Indian Ocean. Springer-Verlag, Berlín, (Ecological Studies).

Se publicará en Zeitzschel,

DEDALO, E . P . (1966) Distribution of zooplankton biomass in the Red Sea and the Gulf of Aden in winter 1961 - 1962. Okeanol. issled. no 15: 131-139.

DURAIRATNAM. M. (1964) Vertical distribution of phytoplankton in an a rea nea r Cocos-Keeling Islands, Indian Ocean, Inform. Bull. Planktol. Japón, no 11: 1-6.

FILATOVA., Z.A. (1971) Reoartition auantitative de la vie dans les océans, Colloque International s u r l'Exploration des Océans. Bordeaux. France, March 1971. Theme II, Market- ing of marine products and development of marine cultivation, 2 : G 1-00.

HUMPHREY, G.F. (1966) The concentration of chlorophylls 5 and south-east Indian Ocean. Aust. J. mar.Freshwat . Res., 17: 135-145.

HUMPHREY, G.F. y J.D. KERR (1969) Seasonal variations in the Indian Ocean along l l 0 " E

en the

-

III. Chlorophyllsaandc. Aust. J. mar . Freshwat. Res. 20: 55-64. - ICHIMURA, S. y H. FUKUSHIMA (1963) On the chlorophyll content in the surface water of the Indian and Antarctic Oceans. 76: 395-399.

Bot. Mag., Tokio,

JEFFREY, S.W. (1968) Quantitative thin layer chromatography of chlorophylls and carotenoids f rom marine algae. Biochim. biophys. Acta, 162(2): 271-285.

JITTS, H.R. (1969) Seasonal variations in the Indian Ocean along 11 O " E . - IV. P r imary production. Aust. J. Mar. Freshwat. Res. 20: 65-75.

KHMELEVA, N . N . (1967) Rôle of radiolarians in the estimation of the pr i - mary production in the Red Sea and Gulf of Aden. Dokl. Akad. nauk SSSR, 172(6): 1430-1433.

KHMELEVA, N.N. (1970) On the primary production of the Red Sea and the Gulf of Aden. Biology of the Sea, 21: 107-133.

KIMOR, B. (1971) Plankton relations of the Red Sea, Pers ian Gulf and Arabian Sea. Se publicará en Zeitzschel, B. (ed.) . The biology of the Indian Ocean. Springer- Verlag, Berlín. (Ecological Studies).

LAIRD, J . , B.B. BREIVOGEL y '

C.S. YENTSCH (1964) The distribution of chlorophyll in the western Indian Ocean during the southwest monsoon period.

22

3 0 July - 12 November 1963. Woods Hole Oceanogr. Inst. Tech. Report no 64-33 .

NLARR, J .C . (1971 a) Indian Ocean fishery development. en Zeitzschel, B. (ed . ) , The bioloPy of the Indian Ocean. Springer-Verlag, Berlín, (Ecological Studies).

MARR, J . C . , D.K. GHOSH, G . PONTECORVO, B. J . ROTHSCHILD y A. R. TUSSING (1971 b) . A plan for fishery development in the Indian Ocean. U.N. Development Programme. IOFC/DEV/71/ 1 FAO, Roma.

Se publicará

MOISEEV, P .A . (1969) Biologicheskie resursy mirovogo okeana. Izdatel- stvo Pishchevaya Promyschchlennost, Moscú, 339 p.

NEYMAN, A.A. , M. N . SOKOLOVA, N.G. VINOGRADOVA, Th. A. PASTERNAK (1971) Some patterns-of the distribution of the bottom fauna in the Indian Ocean. Se publicará en Zeitzschel, B. (ed . ) . The biology of the Indian Ocean. Springer-Verlag, Berlín, (Ecological Studies).

SAIJO, Y . (1963) Technique of pr imary production measurement used on the Indian Ocean cruise of the Umitaka Maru, December 1962 - January 1963, andsugges- tions on their improvement on the next cruise. Inf. Bull. Planktol. Japón, 10: 17 -22 .

SAIJO, Y. y KAWASHIMA, T. (1964) Pr imary production in the Antarctic Ocean. J. oceanogr. Soc. Japón, 19: 190-196 .

SAILA, S.B. y J.D. PARRISH (1971) Exploitation effects upon interspecific relationships in marine ecosystems. Colloque international s u r l’Exploitation des Océans. Thème II. Marketing of

marine products and development of marine cultivation. 1: G I - 0 9 .

SAYED, Z . EL-SAYED y H. R. JITTS. (1971) Phytoplankton production in the southeastern Indian Ocean. Se publicará en Zeitzschel, B. (ed.j, The biolom of the Indian Ocean. (Ecological Studies). Springer -Verlag, Berlfn.

STEINITZ, H. (1971) Fish ecology of the Red Sea and Pers ian Gulf. Se publicará en Zeitzschel, B. (ed . ) . The biology of the Indian Ocean. (Ecological Studies). Springer- Verlag, Berlfn.

TAYLOR, F . J . R . (1971) General features of dinoflagellate material col- lected by the “Anton Bruun” during the International Indian Ocean Expedition. Se publicará en Zeitzschel, B. (ed. ). The biology of the Indian Ocean. (Ecolo- gical Studies), Springer-Verlag, Berlfn.

THORRINGTON-SMITH, M. (1971) West Indian Ocean phytoplankton: a numerical investigation of phytohydrographic regions and the i r characterist ic phytoplankton associations. Marine Biology, 9(2) : 115-137 .

TRANTER, D. J. (1962) Zooplankton abundance in Australian waters. Aust. J. mar . Freshwat. Res. , 13: 106-142 .

TRANTER, D. J. (en prensa) Marine biology. In: A review of the natural resources of humid tropical Asia. Pa r í s , Unesco. (Natural Resources Research ser ies ) .

WOOD, E . J . F . (1964) Studies in microbial ecology of the Australasian region, Nova Hedwigia, 8 ( 1 & 2): 5 - 5 4 . 8 ( 3 & 4): 4 5 3 - 5 6 8 .

2 3

RESULTADOS METEOROLOGICOS RECIENTES DE LA EXPEDICION INTERNACIONAL AL OCEANO INDICOI)

C.S. Ramage

University of Hawaii, Honolulu, Hawaii

INTRODUCCION

El impulso que la Expedición Internacional al Océa- no Indico ha dado a la meteorología de dicho océano sigue produciendo efecto. Las compilaciones de datos y los análisis publicados están induciendo a investigadores que no estaban inicialmente relacionados con la IIOE a estudiar los fenómenos del Océano Indico.

Durante la IIOE. los meteorólogos establecie- ron una red de estaciones radiométricas (Portman y Ryznar 1971) y midieron los intercambios del océano y la atmósfera mediante un másti l flotante provisto de instrumentos (Badgley et al . 1971). Aparte de e s a s actividades y de los reconocimientos con aviones de investigación, los meteorólogos aprovecharon todas las demás ocasiones que s e l e s presentaron. Compilamos observaciones de las e s - taciones t e r r e s t r e s existentes, los barcos mercantes y l a s aeronaves comerciales, con lo que aumen- tamos nuestros conocimientos sobre e l clima del Océano Indico. Hicimos todas l a s mediciones posibles en los barcos oceanográficos que ejecutaban cruceros con fines no meteorológicos. Lo toma- mos con filosofía pues nuestra ignorancia e r a a menudo tan grande que no sabíamos qué medios utili- z a r para reducirla. Tal como salieron las cosas, e l interés de l o s oceanógrafos por e l Mar Arábigo durante e l verano nos vino bien y, como señalaré más adelante, l as observaciones oceanográficas y meteorolÓgicas se combinaron para producir una imagen coherente desde e l punto de vista físico de l a circulación atmosférica estival. Po r desgracia, l a Bahía de Bengala no fue explorada con tanto de- tenimiento. Si lo hubiera sido, la semejanza y l a s diferencias entre las circulaciones en l a Bahía y en e l Mar Arábigo hubieran aclarado sin duda nuestro conocimiento de ambas.

Aunque e l sistema de c ruceros distó de alcan- z a r l a uniformidad especificada por Wüst (1970), l as fotos de l o s satélites meteorológicos han sido un suplemento muy Útil de otras observaciones. Desde la IIOE, un estudio climatológico detallado de la nubosidad (Sadler y Har r i s 1970). basado en cincoaños

de observación continua, ha contribuido a colmar muchas de l a s lagunas.

E l Océano Indico no ha quedado al margen de la vertiginosa expansión de las aplicaciones del cálculo electrónico a la meteorología. En efecto, l a s excelentes compilaciones de datos de l a IIOE han servido de base para establecer varios modelos diagnósticos de la circulación monzónica y de algunos de sus componentes. Como ya veremos, nuestro conocimiento profundo de l a s complejas interacciones de causa y efecto ha aumentado a s í considerablemente. En las secciones siguientes examinaré lo s atlas climatológicos y los campos derivados de la divergencia y del rotor del viento superficial. Dedicaré luego otra sección a l a s caracter ís t icas de la circulación estival en gran e s - cala sobre e l Mar Arábigo y a la influencia del Himalaya y del Tibet deducida de los modelos nu- méricos. A continuación presentaré pruebas del efecto de los vientos de valle sobre e l mar. Por Último, a base de mediciones de la radiación, de la nubosidad observada mediante satéli tes meteo- rolÓgicos y de mediciones de la evaporación, t r a - t a r é de evaluar algunas de l a s fórmulas empíricas que relacionan las observaciones meteorolÓgicas ordinarias con e l balance té rmico de la superficie del océano.

CLIMATOLOGIA

Atlas meteorológicos de la IIOE. primordiales de la IIOE e r a reunir datos para pre-

Uno de los fines

pa ra r una se r i e de atlas (Comisión Oceanográfica Int -pbernamenta l 1965). La National Science Fou. ion, Washington, D. C. está publicando un atlas . ?teorológico en dos volúmenes.

La proyección (Mercator) y la escala (1 : 40 millones) se ajustan a l a s especificaciones de l a Orga- nización Meteorológica Mundial para los a t las me- teorológicos.

1) Contribución N o 71-4 del Departamento de Meteorología, University of Hawaii.

25

En el volumen I (Ramage, Mi l le r y Jefferies 1971) se describe el clima superficial del Océano Indico a base de 194.000 observaciones realizadas por barcos en 1963 y 1964 cuandolas actividades de reconocimiento estaban en s u apogeo. Las medias calculadas, por meses ypor cuadrículas de 5 grados de latitud y longitud, para elviento, l a presión, l a temperatura del a i r e y de la superficie del mar , l a presión de vapor, l a nubosidad, l a s precipitaciones y el intercambio de calor, junto con los análisis correspondientes, se representan en 144 mapas.

Los meteorólogos y los oceanógrafos podrán uti- l i za r este volumen como base para estudios detallados que l e s permitan relacionar l a distribución de lo s parámetrosfísicos y biológicos con los paráme- t r o s climáticos mensuales. Además, comparando los mapas con los atlas meteorológicos para largos periodos, podrán determinar l a s diferencias signi- ficativas con respecto a l o s valores normales.

E l volumen II (Ramage y Raman 1971). que describe el clima en l a s capas al tas de la atmósfera del Océano Indico y de los continentes adyacentes, contiene información no sólo sobre e l periodo de l a expedición sino también sobre los periodos ante- r i o r y posterior. dias mensuales a largo plazo del viento resultante, la persistencia del viento, l a presión en función de la altitud, l a temperatura y el punto de rocío se presentan en dos se r i e s de car tas : una ser ie de

Los datos referentes a l a s me-

ca r t a s de alturas isobáricas para l a s presiones de 850, 700, 500, 300. 200 y 100 mb (aproximadamente 1, 5, 3, 1, 5,s. 9, 6, 12,4 y 16, 5 km so- b r e el nivel medio del m a r respectivamente), que abarcan l a zona comprendida entre 4 5 " N y 50 ' s y 20" E y 155" E, y otra serie d e ca r t a s de secciones meridianas para l a s longitudes de 30" E, 75" E, 110" E y 140'E. En l a s ca r t a s de alturas isobáricas, e l análisis consiste en isogonas e isotacas, mientras que en l a s ca r t a s de secciones meridianas se representan l a s isotacas del componente zonal del viento y l a s isentropas.

Además de las medias derivadas de l a s observaciones con globos sondas, l a s medias de los vientos medidos por l a s aeronaves a l a altura de vuelo proporcionan detalles interesantes sobre l a alta mar .

LOS meteoróiogos, los climatólogos y lo s téc- nicos de l a s líneas aé reas encontrarán datos Útiles en este volumen. A pa r t i r de lo s datos representados podrán construir diferentes s e r i e s de isopletas.

Campos derivados del viento superficial resultante medio. E l mejor a t las climatológico de l a superficie del Océano Indico sigue siendo el preparado por el Real Instituto Neerlandés de Meteorología (van Duijnen Montijn 1972). para cada cuadrícula de 2 grados, el viento superficial resultante medio deducido de l a s observaciones de los barcos mercantes. P o r desgracia, debido a l a gran variabilidad en el numero de observaciones de una zona a otra. e l "ruido" en los campos derivados, tal como l a divergencia, enmascara casi por completo l a s pautas generales (van Dijk 1956). Hantel ha superado en parte ese inconveniente. Los

En é1 s e representa,

datos ausentes se han suplido por interpolación a pa r t i r de l a s cuadrículas adyacentes con muchas observaciones y l a s componentes zonal y meridia- na del viento s e han filtrado luego para eliminar l a s longitudes de onda inferiores a 900 km. Los datos a s í modificados se han tratado después para obtener campos de la divergencia del viento superficial (Hantel 1971) (Figura 7) y del rotor dinámico del viento superficial (Hantel 1970). que este proceso puede haber enmascarado importantes aspectos de pequeña escala.

Es evidente

CIRCULACION ATMOSFERICA ESTIVAL SOBRE E L MAR ARABIGO

Durante l a IIOE, lo s oceanógrafos han concentrado sus esfuerzos en e sa región y en esa estación con gran satisfacción de los meteorólogos. Aquí e s donde se observan los mayores gradientes de temperatura y otros parámetros meteorológicos, lo que ofrece l a máxima probabilidad de s a c a r conclusio- nes físicas válidas a par t i r de mediciones dispersas.

L a circulación atmosférica es intensa y per- sistente (Figura 8 ) ~ P o r debajo de 1-1, 5 km, e l viento sopla a t ravés del Ecuador en el oeste y g i r a desde e l suroeste hacia e l oeste-suroeste en direc- ción de l a India Occidental. Frente a l a s costas de Somalia y Arabia se induce una fuer te surgencia, y e l consiguiente aumento del gradiente de temperatura en esta zona produce una corriente de chorro de baja altitud cuya velocidad llega a 2 5 m seg-1 (Bunker 1967 a ) . P o r encima de 7 km, l a circula- ción e s casi l a inversa con fuer tes vientos del este- noreste de velocidad frecuentemente superior a 30 nl seg-1. Entre 2 y 5 km, predominan los vientosdel cuadrante occidental.

hasta la intersección del Ecuador con el meridiano de 50" E, l a s lluvias son muy escasas , mientras que a l este de e sa línea y particularmente a lo largo y frente a la costa occidental de l a India, la lluvia e s frecuente y muchas veces fuerte. La distri- bución de l a divergencia del viento medio sigue e sa pauta. Cerca de l a superficie (Figura 7) . el flujo suele ser divergente (lo que supone descenso y e s - tabilidad) en l a zona seca, y convergente (lo que supone ascenso e inestabilidad) en l a zona húmeda (Flohn et al . 1968). Sin embargo, hay una parado- ja. EI a i r e superficial que llega a l a costa de Baluchistán está cargado de humedad después de u n largo recorrido sobre e l m a r y posee una presión de vapor ligeramente superior a l a del a i r e superficial de Bombay. Además, l a convergencia en l a superficie es por lo menos tan grande y l a s cordi- l l e r a s próximas a l a costa son por lo menos tan altas. Cabe preguntarse, entonces, por qué Bombay recibe por término medio 1.700 mm de lluvia de junio a septiembre mientras que l a costa de Balu- chistán recibe menos de 2 5 mm.

se encuentra en la influencia del macizo himalayo-

Al oeste de una línea que se extiende deKarachi

Efecto del Himalaya y del Tibet. La respuesta

26

DESCENSO DEL AIRE tibetano (Ramage 1969, . Durante e l verano, e l Tibet central y sudorienta1 actua como una intensa fuente de calor radiante, y e l Himalaya, activando l a pre- cipitación con la consiguiente liberación de calor latente, provoca un máximo de temperatura en l a s capas al tas de l a troposfera. En consecuencia los gradientes de temperatura son mayores hacia e l s u r y e l suroeste que en otras direcciones lo que produce un máximo de velocidad en los vientos del es te de l a s capas altas con convergencia en la di- rección del viento y movimiento descendente sobre l a s regiones oeste y noroeste del Mar Arábigo y los desiertos limítrofes, y con divergencia y movimiento ascendente sobre l a región sureste del Mar Arábigo y l a mayor parte de la India. E l a i r e superficial converge hacia un mínimo térmico situado sobre el Paquistán Occidental, pero el descenso provocado por e l macizo himalayo-tibetano restringe tanto su movimiento vertical que r a r a vez se forman nubes pluviales.

Murakami et a l . (1969) han aplicado l a s ecua- ciones del movimiento a una atmósfera de ocho ca pas para preparar un modelo numérico bidimensio- na1 del monzón de verano que se extiende desde el Ecuador hasta e l Polo Norte siguiendo el meridiano de 80" E . y e l flujo transecuatorial. Se han tenido en cuenta los efectos del calor radiante y del calor de conden- sación. Se ha supuesto que, en l a capa de turbulen- cia superficial, son constantes los flujos verticales de energía cinetica, calor y vapor de agua, que se han calculado mediante fórmulas empíricas.

Los investigadores iniciaron s u s cálculos a pa r t i r de una atmósfera completamente quieta y seca con l a distribución vertical de temperatura correspondiente a la "atmósfera normal". En su último experimento, incluyeron l a evaporación en l a superficie t e r r e s t r e , la condensación en l a a t - mósfera y e l efecto de l a s montañas. La temperatura de l a superficie del mar se mantuvo constante a 27" C y se hicieron las siguientes suposiciones: albedo t e r r e s t r e , 155; humedad superficial relativa sobre e l continente, 60%; humedad superficial relativa sobre el océano, 100%; y humedad relativa de condensación, loo$. Po r integración a lo largo de un periodo de 80 días utilizando fracciones de 10 minutos se determinó un perfil zonal delvien- to. La comparación con l a media a largo plazo para los 80"E (figura 9) sólo presenta pequeñas dis- crepancias debidas en gran parte a la exclusión del flujo transecuatorial. Los valores de l a velocidad máxima coinciden. Esto e s particularmente signifi- cativo, pues en experimentos anteriores que no in- cluian el efecto de l a s montañas, e l máximo viento oeste calculado e r a inferior a 5 m seg el máximo del viento este inferior a 10 m seg-1, comparables a los promedios de l a s secciones t r ans - versales a l e d e l Himalaya. P o r lo tanto, e l modelo confirma claramente e l poderoso efecto del macizo himalayo-tibetano sobre l a circulación.

El modelo excluye l a s perturbaciones

-qe1 y

Durante l a IIOE, los barcos y l a s aeronaves de in- vestigación hicieron 172 radiosondeos de temperatura y humedad sobre el Mar Arábigo en e l verano. Los resultados obtenidos proporcionaron nuevos detalles de la circulación vertical, pues el límite inferior del descenso del a i r e es tá determinado por una inversión de temperatura (aumento de l a temperatura con l a altitud) y un brusco descenso de la humedad en la zona de inversión. muestra que l a altitud de l a inversión e s mínima y s u intensidad máxima cuando hace buen tiempo y que l a inversión no existe cuando predomina el mal tiempo.

van con frecuencia nubes medias y altas con suba- s e a 1-10 km sobre la cima, limitada por l a inver- sión, de l a s nubes bajas (Bunker y Chaffee 1970). E s evidente que l a s pr imeras no pueden originarse a par t i r de l a s segundas, sino que deben despren- derse hacia el oeste de l a s c imas de l a s masas nu- bosas profundas de la parte ascendente de la circu- lación sobre la India. Los sondeos realizados por el Discovery, e l Argo y el Atlantis II en la región de surgencia fuerte revelaron que l a tempera tura aumentaba continuamente desde l a superficie f r ía del m a r hasta l a inversión que l imita el descenso del a i r e . De este modo, aunque e l a i r e superficial procedente del s u r e s enfriado rápida- mente hasta e l punto de rocío por el agua fria, nunca se forma niebla porque el calor sustraido por e l mar e s sutituido continuamente por el depósito de a i r e caliente descendente situado encima ( Ramage

Algunos mteorólogos adeptos de l a "escuela de l a s masas de aire" no explican l a s a l tas tempera- turas existentes encima de l a inversión por e l calor de comprensión debido al descenso del a i r e sino como resultado de l a presencia de a i r e tropical continental que se mueve hacia el es te después de haberse calentado sobre los desiertos de Africa y Arabia (Desai 1967,. que el a i r e se enfriase a l a l e j a r se de s u fuente de calor. Sin embargo, los vientos troposféricos medios del oeste son, a igualdad de altitud, más cáli- dos sobre el M a r Arábigo que sobre Africa, diferencia que sólo puede explicarse por e l descenso del a i r e .

La Figura 10

En l a zona central del Mar Arábigo se obser-

19681.

En este caso cabria e spe ra r

EMPLEO DEL RADON COMO TRAZADOR

Rama (1968) midió l a s concentraciones de radon (desintegraciones por minuto y por metro cÚbicoj a nivel del puente durante cuatro cruceros estiva- l e s por el Mar Arábigo (Figura l i ) . Puesto que e l origen del radon e s casi por completo continental , en el a i r e procedente de los continentes se encuentran concentraciones supe r iores a 50 dpm m-3

27

y en el a i r e procedente del mar concentraciones inferiores a 5 dpm m-3, mientras que l a s concentraciones intermedias se deben probablemente a la mezcla de a i r e marítimo y continental. En l a Figura 11 se reconocen fácilmente esos t r e s r e - gímenes. Cerca de l a costa africana a 5" s, a s í como en el Golfo de Aden y en el Mar Rojo, los s is temas locales de vientos de variación diurna (Flohn 1970) aportan continuamente al ciclo a i r e enriquecido en radon. Más a l este, entre 5's y 15" N, la zona de inversión obstruye la llegada de los vientos continentales del oeste (Figuras 8 y 10) y s e encuentran concentraciones típicamente ma- rí t imas. Al este y a l noreste de esta zona, los vientos continentales del oeste suelen aparecer debajo de l a zona de inversión, l a mezcla vertical no está inhibida y l a s concentraciones superficiales reflejan la mezcla de a i r e continental y marítimo.

REACCIONES ATMOSFERICAS Y OCEANICAS A LOS VIENTOS DE VALLE

Los Ghates Occidentales de la India pert urban lo- calmente e l monzón del noreste por lo menos de dos maneras. Hasta 100 km m a r adentro, los vientos tienen que soplar paralelamente a es ta cadena montañosa casi continua de 1300 km de longitud. Sin embargo, inmediatamente por debajo de los 11"N. la cadena está interrumpida por un gran valie, la depresión de Palghat, por la cual los vientos s e encauzan hacia el este. Estudiando las foto- graffas tomadas por satéli tes meteorológicos en febrero de 1964, Bunker (1967 b) reconoció s is temas nubosos en mesoescala frente a la costa. Tales sistemas s e encontraban con frecuencia entre 11"N y 12"N y con una frecuencia algo menor entre 8"N y 9"N. Apoyándose en mediciones detalladas del viento, la temperatura y la humedad practicadas e l 1 9 de febrero de 1964 durante e l vuelo meteorológi- co de la Woods Hole Oceanographic Research Insti- tution, Bunker formuló la hipótesis de que la lfnea septentrional de nubes es probablemente e l resultado de la convergencia (con el ascenso, e l enfriamiento y la condensación consiguientes) del viento del valle y del viento paralelo a los Ghates Occiden- tales.

gráfico del monzón de invierno persistfa lo suficiente para afectar a las capas superficiales del océano cerca de la costa. posibilidad examiné los regis t ros de temperatura y de salinidad superficiales obtenidos a bordo del Meteor durante un crucero costero desde Cochin a los 15"N en febrero de 1965 (Figura 1 2 ) . Aunque no aparecfan nubes claramente orográficas en las fotografias de los satéli tes meteorológicos durante este periodo, e s muy posible que el a i r e estuviese demasiado seco para alcanzar e l punto ascendente de condensación. La Figura 1 2 revela t r e s zonas bastante distintas: en las zonas 1 y 3 la temperatu- r a es relativamente baja y la salinidad relativamente alta, mientras que en la zona 3 la temperatura e s relativamente alta y la salinidad relativamente baja (Tabla 3 ) .

E r a de suponer que e se rasgo de origen topo-

Teniendo presente es ta

E l limite entre la zona 1 y la zona 2 coincide probablemente con e l lfmite septentrional de los vientos del este procedentes de la depresión de Palghat. Po r lo tanto, si los vientos afectan realmente a l mar , la zona 1 debe presentar una s u r - gencia d.:bida a una combinacion de los vientos que soplan directamente a lo largo de la costa y del rotor dinámico positivo del viento. En la zona 2, la surgencia estarfa inhibida por e l rotor dina- mico negativo del viento (vientos de valle del oeste y vientos costeros del norte más a l norte). En la zona 3, los vientos del nor-noroeste que soplan paralelamente a la costa favorecfan la surgencia. Estos detalles en pequena escala no aparecen en los mapas de Hantel (1970) del rotor dinámico del viento superficial mensual medio.

En la regi6n este del Mar Arábigo, la salinidad aumenta con la profundidad durante e l monzbn del noreste. En las regiones de surgencia, una salinidad superficial relativamente grande va acompanada de una temperatura superficial relativamente baja, como en las zonas 1 y 3 .

A l parecer, los vientos de la depresión de Palghat producen efectos meteorológicos y oceano- gráficos apreciables. Tales efectos son semejantes pero mucho más débiles que los producidos por los fuertes vientos invernales del norte en e l Golfo de Tehuantepec (Roden 1961) .

COMPONENTES DEL INTERCAMBIO TERMICO EN LA SUPERFICIE DEL OCEANO

Radiación solar. Son varios los grupos que han hecho mediciones de la radiación solar y atmosfé- rica y dos de ellos han publicado s u s resultados.

(Portman y Ryznar 1971), de la Universidad de Mi- chigan, estableció estaciones en siete islas del Océano Indico y en seis posiciones costeras en l a India y en Africa. Se han analizado los datos obtenidos durante 1963 y 1964. La información sobre nubosidad y temperatura superficial del agua se utilizó para calcular los demás componentes del intercambio neto de radiación térmica a fin de obte- ne r medias mensuales del intercambio neto de r a - diación para esos dos anos.

E l intercambio neto de radiación correspondiente a cada mes de 1963 y 1964 se calculó tam- bién para e l atlas meteorológico, utilizando las tablas de Budyko (1956) relativas a la radiación total de un cielo despejado. En la Figura 1 3 s e comparan los valores de Budyko con los determinados por Portman y Ryznar a par t i r de los promedios de la radiación solar integrada diaria determinada conpiroheliómetros de Eppley. Excepto entre e l ecuador y 5-10°S, los valores de Portman y Ryznar son significativamente inferiores. Estos autores

Un grupo dirigido por Donald J. Portman

explican e sa diferencia como sigue: en pr imer lugar, los resultados de Budyko s e basan en gran parte en mediciones realizadas en lugares donde los valores medios del agua precipitable pueden haber sido inferiores a los de l a región del Océano Indico. Esto parece plausible porque la diferencia

28

entre l a s dos s e r i e s de valores e s menor cerca del ecuador, donde las variaciones longitudinales del agua precipitable también son menores, y mayores cerca de la latitud de 25" donde las diferencias longitudinales (entre los desiertos y los océanos) tam- bién son mayores. En segundo lugar, la erupción del MÓnte Agung, de Bali, s e produjo inmediatamente antes de establecerse la red del Océano In- dico. Es casi seguro que la gran cantidad de mater ia l volcánico descargado en la atmósfera durante e sa erupción atenuó la radiación solar .

La radiación solar total s e midió en dos cruceros australianos a l Océano Indico oriental en 1962 (Deacon y Stevenson 1968) antes de la erupción del Monte A gung. Las caracterfsticas del solarfmetro de Moll-Gorczynski empleado son semejantes a las del piroheliómetro de Eppley (Fuquay y Buettner 1957). A par t i r de las observaciones comunicadas para distintos puntos en dfas despejados he calculado los valores medios diarios para cuatro locali- dades (Tabla 4 y Figura 13), que no revelan ninglin efecto de la erupción y que 5610 difieren ligeramente de los valores de Portman y Ryznar, l a s cuales podrfan susti tuir perfectamente a los datos de Budyko en los futuros cálculos del intercambio de calor en la superficie del Océano Indico.

La nubosidad e s un factor importante en todos los cálculos del intercambio térmico en la superficie del océano. Sin embargo, r a r a vez puede ser apreciada exactamente por un observador a bordo de un barco y con frecuencia no e s representativa de las condiciones que predominan inmediatamente debajo del horizonte. compensarse en los promedios a largo plazo, pero a veces disminuyen considerablemente la validez de l a s comparaciones entre distintos anos.

Los satéli tes meteorológicos reflejan todo el campo de la nubosidad. Sadler (1969) y Sadler y Har r i s (1970) han calculado medias mensuales para los trópicos derivadas de cinco anos de una pasada diaria (hacia mediodfa local) de satéli tes meteorológicos. Se calculó la nubosidad media para cada cuadrfcula de 2, 5 grados de latitud y longitud entre' 30"N y 30"s. En la Figura 14 s e comparan esos promedios con las medias para periodos largos basadas en informes de barcos (U.S. Weather Bureau 1957). Ambas curvas presentan una semejanza satisfactoria. La diferencia máxima observada puede deberse a una diferencia en el intercambio neto de calor calculado de menos del 10% de la radiación procedente de un cielo despejado. vez haya llegado e l momento de calcular de nuevo el efecto de la nubosidad sobre los componentes de la radiación utilizando los valores obtenidos m e - diante satéli tes. Las variaciones entre distintos anos o periodos más cortos podrfan calcularse más fácilmente ya que los satélites meteorológicos s e - guirán midiendo l a nubosidad con una exactitud in- igualada.

Estas deficiencias pueden

Tal

Enfriamiento por evaporación. E l enfriamiento por evaporación (Qe) es del mismo orden de magnitud

que e l calentamiento neto debido a l a radiación. En e l atlas meteorológico de la IIOE se ha calculado a par t i r de datos meteorológicos con l a fórmula empfrica Qe I 5,17 (e, - ea) V tomada de Sverdrup (1951). &e s e expresa en ly díam1, es es la pre- si6n de saturación de vapor en mb del a i r e a la temperatura de la superficie del mar , ma e s l a presión de vapor en mb del a i r e a 8 m por encima de l a superficie y V e s la velocidad del viento en m seg-' también a 8 m de la superficie.

En febrero y marzo de 1964, los cientfficos de l a Universidad de Washington midieron la temperatura de l a superficie del m a r y e l viento, la temperatura y e l contenido de humedad a seis alturas hasta 8 ,15 m mediante un mást i l flotante y provisto de instrumentos situado en cuatro puntos del noreste del Mar Arábigo (Badgley et al. 1971) . En la Tabla 5 s e comparan los flujos turbulentos de calor latente (enfriamiento por evaporación) determinados analizando los perfi les verticales del contenido de humedad medido en el másti l con e l enfriamiento por evaporación calculado mediante l a fórmula de Sverdrup.

vestigación de l a Woods Hole Oceanographic Ins- titution hizo nueve vuelos rectagulares alrededor del másti l . A pa r t i r de las determinaciones de humedad y de velocidad del viento practicada por el avión y de los datos obtenidos por las sondas lanzadas por él s e calculó la evaporación en la superficie del m a r por diferencia entre los flujos horizontales de vapor de agua dentro y fuera de los rectángulos (Fleagle e t al. 1967) . Durante todo el periodo del experimento, e l enfriamiento por eva- poración calculado con la fórmula de Sverdrup a s - cendió por término medio a l ïi470 del valor determinado a pa r t i r de los perfiles obtenidos con el másti l y a l 91% del valor determinado a base de los flujos horizontales. Puesto que la fórmula da r e - sultados próximos al promedio de los dos métodos de medición, hay pocos motivos para modificarla, a l menos para velocidades del viento inferiores a 6 m seg-l cuando no más de 1/200 de la superficie del m a r es tá cubierta por nubes blancas (Monahan 1971). Sin embargo, serfa erróneo extrapolar e s a conclusión a l régimen turbulento que acompana a los vientos m á s fuertes.

Durante los mismos periodos, el avión de in-

CON C LUS ION

A pesa r de la djstribución i r regular de l a s observaciones meteorológicas en el Océano Indico (con excepción de las obtenidas mediante satéli te me- teorológico) la información reunida durante la IIOE y después de ella ha permitido me jo ra r nues- t r o conocimiento de la climatologfa, de la circula- ción atmosférica estival en e l Mar Arábigo y de los componentes del intercambio térmico en l a superficie del océano.

29

Los conocimientos físicos cualitativos han sido ya considerablemente valorizados por algunos cias a l Dr . Peter H. Koske del Instituto de estudios diagnósticos numéricos. La comprensión futura de las complejas interacciones del océano y l a atmósfera y transecuatoriales dependerá cada vez más de la satisfactoria aplicación de las técni- ca s del cálculo electrónico.

Expresión de agradecimiento. Doy las gra-

Química Física de la Universidad de Kiel por haberme facilitado los datos de temperatura y salinidad superficiales obtenidos en el crucero del Meteor.

30

40" E 50" 60" 70" 80" 90"

Figura 7. Divergencia (IO-' seg'') de los vientos resultantes medios en las capas bajas durante el mes de julio. Sobre el mar - vientos superficiales

Sobre la tierra - vientos a 900 m

" D " centros de divergencia " C " centros de convergencia,

(van Duijnen Montijn 1952; Hantel 1971)

(Miller y Keshavamurthy 1968)

31

'135'

I 180'

/ 225'

Figura 8. Variación de los vientos resultantes medios en función de la altitud durante el mes de julio en la parte central del Mar Arábigo (lO'N, 60'E). Origen primario del aire : Océano Indico sur, punteado ; Africa, rayado simple; India, rayado doble.

25 20 15 10 5

1

/ 45'

360'

I

3'5 *\

Figura 9. Viento zonal en metros por segundo durante el mes de julio a lo largo de los 80'E. Líneas contínuas - calculado mediante una integración de 80 días (Murakami et al. 1969) Líneas de trazos - resultado de observaciones con radar practicadas durante un largo periodo en 7 estaciones

32

30" N

20"

1 oo

O'

S 1 O'

inversibn altura im)

número de casos

Karachi

inversión intensidaq I %)

-

I I I I 1 I I I 1 40" E 50" 60" 70" 80"

30" ' N

20"

10"

O"

S 10" 1"

Figura 10. Régimen de inversión de la temperatura durante el periodo comprendido entre mediados de junio y mediados de septiembre para cuadrícuias de 5 grados centradas en intersecciones a 5 grados. Basado en 172 sondeos practicados por barcos y aeronaves de investigación. Líneas continuas - mediana de la altura (hectometros) de la base de .la inversión o de la capa isotérmica inferior. Líneas de trazos - mediana de la intensidad ( O C ) de la inversión.

33

30" N

20"

1 O'

O'

S 1 O'

40" E 50" 60" 70" 80"

A 3 04

3 3 3 - a 9 90 4 4 4 4

e Gan

30" N

20"

10"

O"

S 10" 1"

Figura 1 1 . Concentración de radon en el aire de la superficie del mar (desintegraciones por minuto y por metro cúbico) determinada durante cuatro cruceros entre el 8 de julio y el 9 de septiembre de 1966 (Rama 1968)

34

I I I I I 1 I I

34.5

O s n a - n 34.0

a z J

v)

-

33.5

-

- 28.0

o - O

a CT 3

-27.6 Q cT

Lu

5 Lu - F

- 2 z 2

10 1 1 12 13 LATITUD O N

14 15

Figura 12. Datos significativos de temperatura ( O C ) y salinidad (%O) para ciertos puntos extraidos de un registro contínuo de mediciones practicadas en la superficie a bordo del METEOR durante un crucero a lo largo de la costa occidental de la India durante el 14 y el 15 de febrero de 1965. Distancia media a la costa 100 km.

Figura 13. Distribución latitudinal de la radiación solar incidente total (langleys día-') en días despejados. Líneas continuas - deducida de las mediciones practicadas en 7 estaciones del Océano Indico durante 1963 y 1964 (Portman y Ryznar 1971). Líneas de trazosdiferencia entre los valores de Budyko (1956) y los de Portman y Ryznar. Valores rodeados por un cír- culo - determinados a base de las mediciones practicadas en el Océano Indico oriental a bordo de barcos durante 1962 (Deacon y Stevenson 1968).

MESES

35

30" N

20'

1 O'

O'

S 1 O'

/:m O E M M J u S N

-.-- -- O"

20 - o E M M J u S N

G.a" ' ' " m l . ~ B " .

-

S 10"

40" E 50" 60" 70" 80" 90" I I

Figure 14. Nubosidad media mensual (por ciento) en seis zonas (rayadas). Líneas continuas - a partir de observaciones practicadas por barcos durante largos periodos (US. Weather Bureau 1957). Líneas de trazos - según los registros obtenidos por satélites meteorológicos durante 5 años (Sadler y Harris 1970).

36


\

BADGLEY, F. I., C.A. PAULSON, and M. MIYAKE, 1971: Prof i les of wind, temperature and humidity over the Arabian Sea. Indian Ocean Expedition, Meteorological Mono- graphs, 6 (en prensa).

BUDYKO, M. L., 1956: The heat balance of the ear th 's surface, 256 pp. Gidrometeorologicheskoe Izdatellstvo, Leningrado [Traducci6n inglesa (1958) U. S. Weather Bureau, Washington, D. Cr/

BUNKER, A . F., 1967a: Interaction of the summer monsoon air with the Arabian Sea. In Proceedings Symposium Me teorolo gical Results International Indian Ocean Expedition (P. R. Pisharoty, ed. ), pp. 361 6, India Meteorological Department, Nueva Delhi.

International

BUNKER, A. F., 1967b: Cloud formations leeward of India during the northeast monsoon. Journal of Atmospheric Sciences, 24, 497-507.

BUNKER, A. F. , and M. CHAFFEE, 1970: Tropi- cal Indian Ocean clouds. Expedition, Meteorological Monographs, 4 .

international Indian Ocean

DEACON, E. L., and J. Stevenson, 1968: Radiation and associated observations made on Indian Ocean cruises . I: Cruises during 1962. Melbourne, Aus- tralia, Division of Meteorological Physics, CSIRO, Technical Pape r No. 16, 22 pp.

DESAI, B.N., 1967: The summer atmospheric circulation over the A rabian Sea. Atmospheric Sciences, 24, 216-220.

FLEAGLE, R . G . , F. I. BADGLEY, and Y . HSEUH, 1967: Calculation of turbulent fluxes by integral methods. Journal of Atmospheric Sciences, 24,356- 373.

Journal of

FLOHN, H., 1970: Local wind systems. In H. Flohn, ed. General Climatology. (Vol. 2 of World Survey of Climatology), pp. 139-171. Elsevier, Amsterdam, New York.

FLOHN, H., M. HANTEL, and E. RUPRECHT, 1968: A i r mass dynamics o r subsidence pro- cesses in the Arabian Sea summer monsoon? Journal of Atmospheric Sciences, pp. 527-529

FUQUAY, D., and K. BUETTNER, 1957: Labora- tory investigation of some character is t ics of the Eppley pyrheliometer. r ican Geophysical Union, 38: 38-43.

Transactions of the Ame-

HANTEL. M., 1971: Monthly charts of surface wind vergence over the tropical Indian Ocean. Bonner Meteorologische Abhandlungen, no 14.

Intergovernmental Oceano graphic Commis sion, 1965: Fourth Session: report of ad hoc IIOE co- ordination group. UNESCO, Paris.

MILLER, F.R., and R. N. KESHAVAMTJIITHY, 1968: Structure of a n Arabian Sea summer monsoon system. International Indian Ocean Expedition, Meteorological Monographs, 1.

MONAHAN, E. C., 1971: Oceanic whitecaps. Jour- nal of Physical Oceanography, 1 : 139-144.

MTJRAKAMI, T., R. V. Godbole, and R.R. Kelkar, 1969: Numerical simulation of the monsoon along 80E. En Proceedings Conference Summer Monsoon Southeast A s i a (C. S. Ramage, ed.), pp. 39-51. Navy Weather Research Facility, Norfolk, Virginia.

PORTMAN, D.J., and E. RYZNAR, 1971: An investigation of theat exchange. International Indian Ocean Expedition, Meteorological Monographs, 5.

RAMA, 1968: An atempt to t race the monsoon flow using natural radon. Indian journal of Meteorology and Geophysics, 19, 167-170.

RAMAGE, C . S., 1968: Problems of a monsoon ocean. Weather. 23, 28-37 .

RAMAGE, C . S., 1969: The setting of the southeast Asian summer monsoon. E n Proceedings Conference

37

Summer Monsoon Southeast Asia (C. S. &mage ed.) , pp. 3-11 . Navy Weather Research Facility, Norfolk, Virginia.

RAMAGE. C. S., F. R. Miller y C. JEFFERIES, 197 1 : International Indian Ocean Expedition, Meteoro- 1ogicalAtla.s. Vol. 1, =Surface Climateof 1963 - and - 1964 . National Science Foundation, Washington, D. C.

RAMAGE, C.S., y C . R . V . RAMAN, 1971: Inter- national Indian Ocean Expedition, Meteorological Atlas, Vol. 2, Upper Air . National Science Foun- dation, Washington. D. C.

RODEN, G. I . , 1961: On the wind-driven circulation in the Gulf of Tehuantepec and i t s effects upon surface temperatures. En Geofisica Internacional, pp. 5 5 - 7 6 . Unión Geofisica Mexicana, México.

SADLER. J .C . , 1969: Average cloudiness in the - tropics f rom satellite observations. International Indian. Ocean Expedition, Meteorological Mono- graphs, 2 .

SADLER, J .C . , y B . E . HARRIS, 1970: Themean t ro - pospheric circulation and cloudiness over southeast

Asia and neighboring areas. Geophysics, Rep. No 70-26 .

Hawaii Institut e of

SVERDRUP. H.U., 1951: Evaporation from the oceans. Compendium of Meteorology, 107 1 - 1 08 1 .

U.S. Weather Bureau, 1957: U.S. Navy Marine Climatic Atlas of the World. Volume III, Indian Ocean, Chief of Naval Operations, Washington, D . C . , 7 pp.. 267 mapas.

VAN DIJK, W., 1956: An investigation of the vergence field of the wind and ocean currents of the Indian Ocean. Archiv f ü r Meteorologie, Geophysik and Bioclimatologie, Serie A. 9, 158 - 177.

VAN DUIJNEN MONTINJ, J .A. , 1952: Indian -- Ocean oceanographic and meteorological data, 2nd ed. Toyal Netherlands Meteorological Insti- tute de Bilt, No 135 .

WUST, G., 1960: P,roposed International Indian Oceanographic Expedition, 1962-1963 . Deep Sea Research, 6 . 245-249 .

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Tabla 3

TEMPERATURA Y SALINIDAD EN LAS TRES ZONAS INDICADAS EN LA FIGURA 6

Numero de la zona 1 2 3

Intervalo de latitud ( O N)

Temperatura media (OC) 27, 6 2 7 , 8 27, 5

Salinidad media (,%) 3 4 , 0 7 3 3 , 9 4 3 4 , 2 9

1 0 , 2 - 1 0 , 9 1 0 , 9 - 12 .4 . 1 2 , 4 - 14, 7

Tabla 4

RADIACION SOLAR TOTAL EN DIAS DESPEJADOS

Medida en cruceros australianos al Océano Indico oriental durante 1962 (Deacon y Stevenson 1968); A par t i r de mediciones realizadas en estaciones del Océano Indico durante 1963 y 1964 (Portman y Ryznar 1971); Deducida del análisis de mediciones mundiales (Budyko 1956) .

. Latitud media (S) 7O53' 8'41' 12O 27'12'

Fecha media 9 marzo 1 septiembre 1 septiembre 28 agosto

Radiación solar total

( l y día-')

650

68 O

7 O 0

58 O

615

6 7 0

590

58 5

665

4 7 0

435*

6 0 0

* Ext rapolada o

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RESEÑA DE LOS TRABAJOS RECIENTES DE OCEANOGRAFIA FISICA EN E L OCEANO INDICO

J . C . Swallow

National Institute of Oceanography Wormley, Godalming, Surrey, Inglaterra.

INTRODUCCION

Han transcurrido seis años desde que s e terminó oficialmente l a fase marina de la Expedición Inter- nacional a l Océano Indico, pero e l análisis de sus resultados se ha proseguido activamente y se han estimulado muchos trabajos, tanto de observación como teóricos. En esta comunicación revisaré a l - gunos aspectos de e s a s actividades, en particular l a s ejecutadas en los dos Últimos años. Desde 1965 se está extendiendo el empleo de algunas nuevas técnicas de observación que no se han aplicado mucho todavía a l Océano Indico. También l a s exa- minaré brevemente procurando indicar l a s pe r s - pectivas de que s e apliquen a la situación física existente en el Océano Indico segun l a s ideas actuales.

culpo por adelantado de las flagrantes omisiones en que pueda incu r r i r . de contestar a algunas de l a s crí t icas que suelen oirse sobre l a ineficacia de l a expedición a l Océano Indico y sobre su escasa o nula aportación al obvio problema de l a relación de fase entre lo s monzones y las corrientes superficiales, particularmente dificil de resolver en cualquier reconocimiento oceanográfico en gran escala. En segundo lugar, expondré algunos hechos nuevos que han aclarado considerablemente e l problema, a l menos en lo que respecta a l origen de l a Corriente de Somalia. En t e rce r lugar, examinaré lo s recientes trabajos sobre l a surgencia en e l Océano Indico debido a su gran interés generai. Por Último, en atención a que e r a uno de los problemas que interesaban e s - pecialmente a l profesor Bruun, mencionaré algunos trabajos recientes sobre l a circulación profunda.

Este examen dista de s e r completo y me d i s -

En pr imer lugar, t r a t a ré

LA CIRCULACION DE LOS MONZONES

La t a rea más considerable sobre el material de la IIOE ha sido l a preparación del atlas de oceanogra- f í a fisica por el profesor K . Wyrtki. Esta labor

ha exigido necesariamente un profundo estudio de lo s datos para decidir l a mejor manera de cons- t r u i r e l propio atlas. Hay t r e s sistemas de c i r - culación en gran escala que son, de s u r a norte, e l t ramo Indico de l a corriente circumpolar, e l giro anticiclónico subtropical y el giro monzónico. que varía estacionalmente. Estos dos Últimos e s - tán separados por un frente bien definido cerca de los 10" S. Por desgracia, es ta reseña s e ha preparado inmediatamente antes de la fecha prevista para la publicación del atlas. Sin embargo, Düing (1970) ha presentado un cuadro preliminar de a l - guno de los resultados compilados sobre e l giro monzónico en forma de ca r t a s de l a topografíadi- námica de l a superficie del mar correspondiente a 1 . 0 0 0 decibars para cinco periodos del año. Aunque e l autor tenia l a intención de preparar c a r - t a s mensuales, los datos resultaron demasiado dispersos a pesar de que el numero total de estaciones hidrográficas disponibles e r a mucho mayor que el utilizado en estudios anteriores análogos de otros océanos. Por ejemplo, Defant (1941) utilizó 629 estaciones para sus ca r t a s de la topografíadi- námica del Atlántico y Reid (1961) dispuso de 1 . 7 2 9 estaciones para todo el Océano Pacífico. En cambio, Düing utilizó 3 . 060 estaciones para l a zona mucho menor del Océano Indico a l norte de los 20" S. Además, dichas estaciones no estaban distribuidas de una manera muy desigual en e l tiempo. Si e s a s estaciones son inadecuadas e s a 'kausa de l a compleja situación que existe en l a parte norte del Océa- no Indico segun l a s ideas actuales.

Se sabe que e l giro monzónico contiene numero- sos vórtices ciclónicos y anticiclónicos relativamente fuertes, cuyas dimensiones varían entre 100 y 1.000 km y que pueden cambiar espectacularmen- te en 2 meses o menos. Pa rece ser que esos vór- t ices son más pronunciados.en comparación con l a circulación en gran escala, en esta parte norte del Océano Indico que en l a s zonas de la misma latitud de otros océanos, si podemos guiarnos por l a s ca r t a s de la topografía dinámica de l a anomalía de la superficie. Cabe sospechar que esos vórtices están relacionados de algún modo con la fuerte

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corriente limítrofe ( o ta l vez con el mayor número de l a s estaciones utilizadas), pero parece haber pocas dudas sobre l a realidad de tales vórtices relativamente fuertes de escala media. Su presencia pone un límite a la exactitud con que puede definir- s e l a circulación en mayor escala a base de l a s observaciones disponibles y hace poco probable que los reconocimientos ordinarios puedan s e r lo suficientemente intensivos para determinar la f a se de l a respuesta general del océano a los monzones con una exactitud Útil.

Hay otro método que ha tenido más éxito; se han preparado varios modelos matemáticos con los cuales se han formulado predicciones sobre l a r e s - puesta del océano, que s e han comparado con los resultados deducidos de l a temperatura de l a superficie del m a r determinada mediante satélites. Düing (1970), impresionado por el complejo sistema de vórtices observados, ha preparado un modelo que permite producir esos rasgos utilizando una tensión superficial del viento periódica que simula el monzón. Eligiendo un valor suficientemente pe- queño de un parámetro que representa l a disipación ha podido reproducir a s í e l transporte y l a anchura observados en l a Corriente de Somalia y ha predi- cho un r e t r a so de fase no superior a 10 días para su generación. Sin embargo, aunque parecen r e - producirse fielmente var ias de l a s particularidades observadas, l a omisión de l a estratificación y l a d i - sipación inusitadamente baja necesaria para es te modelo constituyen se r i a s desventajas.

tado a l a realidad. co tridimensional con 7 capas y una cuadricula mínima de 1 o que cubre e l Océano Indico a l norte de los 20" S. E l monzón se simula con una tensión superficial del viento periódica y, además de l a descripción de la respuesta general del océano, se ha examinado en detalle el proceso de formación de l a Corriente de Somalia.

fuerte de la corriente a l norte de los 3" N se debe principalmente a vientos locales que producen un transporte de Ekman frente a la costa con l a su r - gencia consiguiente, inclinación de l a s superficies de densidad poco profundas y la corriente geostrófi- ca asociada. E l modelo reproduce bien los principales rasgos cualitativos de l a Corriente de Somalia aunque e l transporte calculado e s aproximadamente l a mitad, y l a anchura aproximadamente el doble de los valores máximos observados. Debido a la importancia del viento local en este caso, l a diferencia de fase predicha entre el viento y l a corriente fue pequeña (inferior al periodo de medio mes utilizado para promediar los valores).

Lighthill (1969) ha preparado un modelo de un tipo completamente distinto. Este autor ha expre- sado analíticamente l a respuesta del océano a l a aplicación brusca de un rotor negativo de l a tensión superficial del viento (correspondiente a l a apar i - ción del monzón del suroeste) a lo largo de unafaja próxima al ecuador. En tales condiciones, se

Cox (1 970) ha formulado un modelo más ajus- Se t ra ta de un modelo numéri-

Cox ha llegado a la conclusión de que e l t ramo

establecen s is temas transitorios de corrientes que desvían hacia e l oeste un flujo dirigido hacia e l norte y lo concentran formando una corriente de borde occidental. Además, ha demostrado que la mayor parte del transporte en l a capa superior s e produce de un modo baroclinico y que, cerca del ecuador, su velocidad de propagación debe ser bastante grande y muy superior a la calculada por Veronis y Stommel (1956) para l a s latitudes medias. Sin tener en cuenta ningún viento a menos de 500 km de l a costa, Lighthill encontró que por es te proceso puede producirse en un mes un t rans- porte igual a l 40% del máximo observado en la Co- rriente de Somalia.

Ob s e rvacione s recientes permiten suponer que probablemente ambos mecanismos, e l propuesto por Lighthill y e l propuesto por Cox, tienen importancia en l a formación de la Corriente de Somalia. Duing y Szekilda (1971). utilizando car tas sinópti- ca s de l a temperatura de l a superficie del marde - terminada mediante observaciones de rayos infra- rojos practicadas por los satéli tes Nimbus, han seguido el desarrollo de l o s fuertes gradientes horizontales de l a temperatura frente a l a costa de Somalia durante t r e s estaciones del monzón del suroeste y los han relacionado con e l aumento de l a intensidad del viento. Han utilizado los gradientes de temperatura como índice de la intensidad de l a componente baroclinica de l a corriente y demostrado que e l crecimiento inicial de la corriente estaba en fase con e l aumento del viento local del suroeste, como ha sugerido Cox. Sin embargo, aproximadamente un mes después, se producía un nuevo aumento del gradiente de temperatura antes de que hubiera un aumento delvien- to local, lo que indicaba l a llegada del componente de l a corriente engendrado por e l mecanismo de Lighthill.

dicciones formuladas a base del modelo y l a s observaciones no significa, por supuesto, que esté resuelto todo el problema de l a circulación monzó- nica. P o r complejos e ingeniosos que sean esos modelos, sólo constituyen en cierto sentido prime- r a s aproximaciones. Ambos utilizan una forma idealizada de distribución de l a tensión superficial del viento para representar l a formación real del monzón.

recientemente por Leetmaa (1971), por ejemplo, han demostrado que, a l s u r del ecuador, el comienzo de la Corriente de Somalia estaba en fase con el viento local, mientras que e l aumento de flujo durante l a s semanas siguientes procedia del reforzamiento de l a corriente ecuatorial del s u r en respuesta a l aumento del monzón del sureste . Las observaciones de Bruce y Volkmann (1969) hace supone. que al norte del ecuador, el fuerte vól- tice anticik Ónico que existe por fuera de la Co-

(véase, por ejemplo, Swallow y Bruce 1966), per- sist ía por debajo de la superficie durante l a

Esta concordancia satisfactoria entre l a s pre-

Algunas mediciones de corrientes realizadas

rr iente de a S malia durante e l monzón del suroeste

estación del monzon del noreste, l o que tiene indu- dablemente un efecto sobre el aumento de l a corriente de Somalia. En los resultados numéricos de Cox sólo hay una l igera indicación de l a presencia de ese fuerte vórtice, debido probablemente a que los procesos turbulentos están representados simplemente en su modelo por u n coeficiente de di- fusión turbillonario, elegido en función del tamaño del retículo horizontal.

vórtices y sus interacciones debe s e r inadecuada, como lo hacen pensar los resultados de Ozmidov, Belyaev y Yampolsky (1970). Mediante una serie de mediciones realizadas durante dos meses con un sistema anclado de correntómetros en el Océano Indico noroeste, esos autores encontraron que en l a s capas próximas a la superficie había una t r ans - ferencia de energía de las grandes a l a s pequeñas fluctuaciones, mientras que a profundidades infe- r i o re s a varios centenares de metros s e invertía l a dirección de l a transferencia.

Veamos ahora cuáles son l a s perspectivas de l o s futuros estudios sobre l a circulación monzóni- ca . No cabe duda que l a situación e s tan compleja y varía con tanta rapidez bue cualquiera que pro- yecte observaciones necesita todas l a s observaciones que pueda obtener de los modelos más ajus- tados a la realidad disponibles y, recíprocamente, que e sos modelos podrán mejorarse teniendo en cuenta los nuevos rasgos observados. La importancia de reunir más conocimientos sobre los vór- t ices de escala media en lo s futuros estudios sobre e l Océano Indico s e desprende de lo que s e ha dicho anteriormente. La diversidad de l a s escalas de tiempo y de l a s dimensiones horizontales plantea difíciles problemas de observación y es evidente que esta necesidad de conocer mejor l a función de los vórtices e s un problema general que no se limi- t a a l Océano Indico. Un factor favorable, a l menos en algunas escalas de tiempo, es que las corr ientes parecen tener con frecuencia una estructura vertical relativamente sencilla (véase, por ejemplo, Titov y Fomin, 1971).

En lo que se ref iere a las técnicas de observa- ción, han aparecido algunas nuevas y se ha difundi- do el uso de o t r a s que podrían aplicarse ventajosa- mente a l estudio de la circulación monzónica. Las ca r t a s sinópticas 'ya mencionadas de l a temperatura de la superficie del m a r determinada por satéli tes con sensores de rayos infrarrojos son, por supues- to, sumamente eficaces para revelar cambios rápi- dos sobre grandes zonas. Sin embargo, s e r í a conveniente tener más confirmaciones de las conclusjones que se sacan de ellos, por ejemplo, observaciones simultáneas de l a corriente superficial para ve r si en l a s p r imeras fases de la surgencia en l a costa de Somalia los gradientes horizontales de la temperatura indican realmente o no una corriente baroclinica en gran escala. Tal vez l a s boyas lanzadas desde el a i r e que está perfeccionan- do W. S. Richardson (como aplicación del método

E s evidente que esta representación de lo s

descrito por Richardson K a r r y White 1969) sean muy adecuadas para e s e fin.

Desde l a época de l a IIOE han progresado mucho los medios de los barcos que realizan determinaciones oceanográficas ordinarias. En el caso de algunos barcos, las imprecisiones de l a navegación en corrientes fuer tes se han reducido gracias a los medios auxiliares difundidos por todo el mundo, t a - l e s como e l sistema de satéli tes para l a navegación de la Flota de los Estados Unidos. La navegación por estima también se ha mejorado y las corr ien- t e s superficiales se deducen con más seguridad. Varios instrumentos que suministran perfi les ver- t icales continuos de l a temperatura y l a salinidad se utilizan ahora con mucha m á s frecuencia como suplemento del método ordinario de muestre0 del agua.. aunque algunos ya s e utilizaban durante l a IIOE (Hamon 1967). Gracias a esos adelantos, los barcos de investigación pueden real izar hoy día observaciones mucho m á s exactas de l a distribución vertical de l a densidad y l a velocidad en la región de l a c o r r i e n t e de Somalia que l a s practicadas por el ARGO y el DISCOVERY en agosto de 1964 (Swallow y Bruce 1966) En cambio, l a velocidad de lo s barcos y l a densidad de l a s estaciones nohan aumentado apreciablemente, con lo,que l a descrip- ción general del campo variable de l a densidad y l a velocidad sólo podría mejorarse ligeramente. Por supuesto, es to no significa que carezcan de interés nuevos reconocimientos oceanográficos, sino que e s a labor debe planearse teniendo claramente en cuenta la pequeñez de l a escala horizontal y l a rá- pida variabilidad, a s í como l a gran velocidad de la corriente.

SURGENCIAS

La surgencia estaciona1 en el norte del Océano Indico e s un importanti? aspecto de la circulación monzónica estrechamente relacionado con la forma- ción de l a s corr ientes horizontales, como puede verse en los t rabajos antedichos de Cox (1970) y Düing y Szekielda (1971). E l modelo de Cox mues- t r a claramente l a s grandes velocidades verticales en l a región de surgencia en el borde costero de l a parte septentrional de l a Corriente de Somalia (cerca de 5 m por día en los 200 m superiores) que, a su juicio, pueden ser debidas exclusivamente a la tensión del viento local. Swallow y Bruce (1966) han deducido una velocidad vertical igual de grande en base a l a velocidad de ascenso de l a isoterma de 20' C en una serie de secciones practicadas aguas abajo de la Corriente de Somalia. Dentro de l o s l í - mites de su poder de resolución, el modelo de Cox representa muy bien l a región de surgencia y es de e spe ra r que s e encuentren medios para real izar l a gran cantidad de cálculos que pueden exigir los modelos de mayor poder resolutivo. Los bruscos gradientes de la temperatura superficial señalados por Warren et al. (1966) en e l límite del agua f r í a

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surgente hace suponer que incluso escalas horizonta les no superiores a 10 km pueden tener importancia en la región de la surgencia costera de Somalia.

mediante modelos l a surgencia debida a diferentes distribuciones de l a tensión superficial del viento y que se construyesen modelos más detallados de los procesos que relacionan la tensión superficial del viento, l a surgencia en pequeña escala y la ge- neración de la corriente geostrófica. El volumen del agua surgente en la costa de Somalia varía enormemente de un año a otro, , a s í como e l momento del año en que aparece, como puede ve r se en l a s ca r t a s de la temperatura superficial de Curr ie et a l . (1971) y de Düing y Szekielda (1971) . Estos Últimos autores señalan l a dificultad de encontrar observaciones anemométricas suficientemente representativas en e sa zona para relacionar- l a s con l a surgencia observada (por una vez los oceanógrafos parecen más afortunados que los me- teorólogos en lo que respecta a observaciones, aunque sólo por cortesía de lo s satélites Nimbus).

Curr ie et al. (1971) han analizado l a surgencia observada frente a l a costa meridional de Arabia en el verano de 1963 y l a han comparadoconlasur- gencia costera de Somalia. Mientras que esta Últi- ma parece e s t a r estrechamente relacionada con la fuerte corriente de borde y con su giro hacia alta mar , l a surgencia costera Arábiga se encuentra en una ancha banda a lo largo de más de 1.000 km de costa y es tá asociada a corrientes horizontales r e - lativamente débiles. los transportes vertical y horizontal en e sa región utilizando e l método aplicado por Wyrtki (1963) a l a corriente del Perú. Sus resultados indican que l a surgencia se extiende por lo menos 400 km m a r adentro y que hay velocidades ascendentes a todas l a s profundidades hasta 700 m como mínimo. Esas velocidades fueron mayores en una zona que se ex-

También se r í a interesante que se estudiase

Bottero (1969) ha calculado

tiendra hasta 50 km de l a costa y su orden de magnitud fue de 10 m por día en lo s 100 m superiores.

E l Discovery hizo algunas mediciones direc- t a s de l a s corrientes horizontales a l mismo tiempo que las observaciones hidrográficas en l a s que s e basan los cálculos de Bottero. Algunas de e sas me diciones concordaron con el campo cinético calculado, pero otras sugerían que los efectos topográficos locales eran importantes, como podía e spe ra r se ce rca de la costa. Las secciones térmicas detalladas deducidas de l a s observaciones batitermográfi- ca s hacen suponer una vez más que incluso l a s e s - calas horizontales no superiores a 10 km pueden s e r importantes cerca de l a costa, aunque no están ple- namente representadas en l a red poco densa de estaciones hidrográficas. surgencia existente en una ancha zona frente a l a costa son muy sensibles al procedimiento empleado para suavizar l a s observaciones anemométricas con l a s que se calcula l a divergencia del transporte de Ekman, aunque hay un aumento coherente de l a velocidad del viento con la distancia a l a costa. En

Los valores de l a débil

vista de tales imprecisiones y de l a dificultad de evaluarlas cuantitativamente, parece conveniente que se busque una nueva confirmación de la anchu- r a y l a profundidad inusitadas de esta zona de su r - gencia frente a la costa de Arabia. Esa confirma- ción podría obtenerse por medición directa de l a s velocidades verticales profundas, utilizando un conjunto de flotadores rotatorios ideados por Webb, Dorson y Voorhis (1970). c e r las modalidades del transporte horizontal y sus fluctuaciones podría utilizarse un sistema de co- rrentómetros anclados, con anemómetros sobre boyas emergentes, distribuido densamente cerca de la costa y en asociación con una tupida red de observaciones hidrográficas .

P a r a ayudar a esclare-

LA CIRCULACION PROFUNDA

El modelo de l a circulación abisal iniciado por Stommel (1958). con corrientes de borde occiden- ta les en l a s profundidades de todos los océanos, ha obtenido un nuevo apoyo recientemente y algunas de l a s pruebas han venido del Océano Indico. Ku0 y Veronis (1970) han ampliado los trabajos de Arons y Stommel (1967) considerando los efectos combi- nados de l a advección, l a difusión y l a desintegra- ción en l a distribución de t razadores en un modelo numérico bidimensional de l a región abisal del océano mundial. Sus resultados demuestran que la distribución observada del oxígeno disuelto a 4 km de profundidad puede representarse de e sa manera mediante modelos con un detalle sorprendente, eligiendo convenientemente lo s valores de l a intensidad de la circulación y de la difusión de los vórtices. La disminución hacia e l noreste en el Océano Indico aparece con toda l a claridad que podría e spe ra r se dados los l ímites simplificados de ese modelo. Los autores estudian l a posibilidad de incorporar l a topografía de l fondo y el efecto de la termoclina con más detalle. Las observaciones en profundidad que s e están compilando en lo s a t - l a s del Océano Indico serán Útiles para comprobar esos modelos futuros. La sucesión de cuencas profundas con estrechas conexiones a 4.000 m de profundidad en e l lado occidental del Océano Indico pueden tener particular interés para e se fin. ,En lo que respecta a la existencia de una corriente borde occidental profunda en l a cuenca de Somalia, de l a que Warren et al . (1963) han encontrado algunas pruebas en l a distribución de l a salinidad, cabe señalar que hay una l igera indicación de un flujo hacia el norte en l a capa inferior del modelo numé- rico de Cox, debajo de l a Corriente de Somalia (Cox 1970, Figura 14).

Warren (1971) ha encontrado pruebas más po- sitivas, pero también indirectas, de la existencia de una corriente de borde occidental profunda frente a l talud oriental de Madagascar. En una sección practicada a 12" S, l a s pendientes de l a s isotermas indicaban un flujo relativo hacia e l norte por debajo de 3200 m en una anchura de unos 500 km, con

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velocidades máximas relativas de 6 a 7 c m seg - l . En una sección practicada a 23's no se encontraron pruebas tan definidas ni se hicieron mediciones directas de la corriente, de manera que aunque hay fuertes indicios cualitativos de l a existencia de una corriente limitrofe profunda no fue posible calcular su transporte de una manera fidedigna por comparación con el modelo.

Lal, Nijampurkar y Somayajulu (1970) han calculado e l tiempo de retención del agua profunda en e l Pacifico e Indico a par t i r de mediciones de l a concentración de silicio-32. Sin embargo, debido a l a imprecisión con que s e conoce la velocidad de desintegración del silicio-32, encontraron más Ú t i l en l a práctica adoptar los tiempos de re- tención del agua profunda indicados por las mediciones con radiocarbono y utilizar sus resultados para calcular m á s exactamente e l periodo de semi- desintegración del silicio-32. Consideramos particularmente apropiado mencionar aquí e se trabajo porque l a s mediciones se hicieron no en muestras de agua profunda, sino en fragmentos de esponjas si l iceas dragadas por e l Galatea.

Es de suponer que los trabajos futuros sobre l a circulación profunda en el Océano Indico com- prenderán mediciones de corrientes durante largos periodos mediante correntómetros anclados a fin de obtener alguna prueba directa de la existencia de una corriente de borde occidental profunda y del intercambio entre las cuencas profundas. El mayor poder de resolución, particularmente en el caso de l a temperatura, que puede obtenerse mediante los regis t ros STD podría aplicarse con pro- vecho en ciertos casos a l a s determinaciones en

aguas profundas durante los estudios hidrográfi- cos futuros.

Tal vez sea prematuro hacer comentarios an- t e s de que aparezcan los at las del Océano Indico, pero me parece que no se han utilizado demasiado l a s estaciones de referencia designadas a l princi- pio de la IIOE. muchas de ellas pueden no s e r Ú t i l e s pa ra fines de intercalibración, pero podrían suminis t rar infor- mación sobre l a s fluctuaciones temporales. Sin embargo, no estoy seguro que s e hayan ocupado con l a frecuencia suficiente. En lo que se ref iere a l a s aguas profundas, ta l vez hubiera sido preferible uti l izar algunas de l a s pequeñas cuencas a i s - ladas como estaciones de referencia. En una de ellas, situada aproximadamente a 9" S y 67, 5' E y de 6 . 4 0 0 m de profundidad, el Discovery encon- t r ó una salinidad y una temperatura potencial uni- formes por debajo de 4.000 m. La estación del Galatea en l a fosa de Sonda presentó una uniformidad semejante (aunque con diferentes valores, por supuesto) por debajo de 4 . 8 0 0 m. Exis tenotras muchas fosas pequeñas en l a mayor par te de l a s cuales no s e han hecho probablemente determinaciones y que podrían ser puntos Útiles de referencia con fines de intercalibración. Además, ta lvez conserven pruebas de cambios que podrían descu- b r i r s e todavía, incluso con una observación muy intermitente. Algunas de ellas podrían incluso contener salmueras calientes como l a s del Mar Rojo. E l trabajo en estaciones así situadas puede no s e r demasiado fácil pero podría ser Útil. Pa- rece un proyecto que hubiera atraido al Profesor Brunn.

Rochford (1965) ha señalado que

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ARONS, A.B., y Henry STOMMEN (1967) On the abyssal circulation of the World Ocean - III. An advection-lateral mixing model of a tracer property in an ocean basin. Deep-sea Research, Vol. 14 . 441-457 .

BOTTERO, J. S. (1969) An Analysis of upwelling off the south east Arabian coast during the summer monsoon. Oregon State University. 7 0 pp. (Manuscrito inédito).

M.S. thesis,

BUCE, J .C. y G.H. VOLKMANN (1969) Some measurements of Curren off the Somali coast during the summer monsoon. Journal of geophysical research, 7 4 . 1958-1967.

COX, Michael D. (1970) A mathematical model of the Indian Ocean. Deep- Sea Research, 17: 4 7 - 7 5 .

CURRIE, R.I., A.E. FISHER y . P.M. HARGREAVES (1971) Arabian sea upwelling. Symposium on the biology of the Indian Ocean, Kiel, 31 March - 6 April 1971 (en prensa)

DEFANT, A. (1941) Die absolute Topographie des physikalischen Meeresniveaus und d e r Druckflächen, sowie de r Wasserbewegungen i m Atlantischen Ozean. Deutsche Atlantische Expedition "Meteor" 1925-1927, Wis- senschaftliche Ergebnisse, Bd. VI. 191-260.

DÜING, Walter (1970) The Monsoon Regime of the Currents in the Indian Ocean. East-West Center Press, Honolulu. 68 pp.

DÜING, Walter, y Karl-Heinz SZEKIELDA (1971) Monsoonal Response in the Western Indian Ocean, Journal of geophysical research, 76: 4181-4187 .

HAMON, B . V . (1967) Medium-scale temperature and salinity structure in the upper 1 . 5 0 0 m. in the Indian Ocean. Deep- sea research. 14: 169-181.

KUO, Han-Hsiung, y George VERONIS ( 1 970) Distribution of t r a c e r s in the deep oceans of the world. Deep-sea research, 17: 29 -46 .

LAL, D., V.N. NIJAMPURKAR y B.L.K. SOMAYAJULU (1970) Concentrations of cosmogenic Si32 in Deep Pacific and Indian waters based on study of Galathea deep sea siliceous sponges. Galathea report, 11: 247-256 .

LEETMA, Ants (1971) The response of the Somali Current to the south west monsoon of 1970. Deep-sea research(enprensa)

LIGHTHILL, M. J. (1969) Dynamic response of the Indian Ocean to onset of the south west monsoon. tions of the Royal Society of London, 45-92.

Philosophical transac-

OZMIDOV, R. V., V. S. BELYAYEV y A. D. YAMPOLSKIY ( 1 970) Some fea tures of the turbulent energy transfer and the transformation of turbulent energy in the ocean. Izvestiya, Academy of Sciences, USSR atmospheric and oceanic physics, Vol. 6, edición inglesa tradu- cida y publicada por la American Geophysical Union, 160-163 .

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