Temperatura superficial del mar

La temperatura superficial del mar ( SST _skin ), o temperatura superficial del océano , es la temperatura de la superficie del mar determinada a través de su espectro infrarrojo  (3,7–12 μm) y representa la temperatura de la subcapa de agua a una profundidad de 10–20 μm . ^{[ 1 ]} Los datos de alta resolución de la temperatura superficial obtenidos por satélites en mediciones infrarrojas pasivas son un componente crucial para determinar la temperatura superficial del mar (SST). 

Dado que la capa superficial de la piel se encuentra en equilibrio radiativo con la atmósfera y el sol, su temperatura sigue un ciclo diario. Incluso pequeñas variaciones en la temperatura de la piel pueden provocar grandes cambios en la circulación atmosférica. Por ello, la temperatura de la piel es una magnitud ampliamente utilizada en la predicción meteorológica y la climatología.

Las mediciones a gran escala de la temperatura superficial del mar comenzaron con el uso de satélites en la teledetección . El principio fundamental de este tipo de medición es determinar la temperatura superficial mediante su espectro de cuerpo negro . Se instalan diferentes dispositivos de medición, cada uno de los cuales mide una longitud de onda distinta. Cada longitud de onda corresponde a diferentes subcapas en los primeros 500 μm de la columna de agua del océano. Dado que esta capa presenta un fuerte gradiente de temperatura, la temperatura observada depende de la longitud de onda utilizada. ^{[ 2 ]} Por lo tanto, las mediciones suelen indicarse con su banda de longitud de onda en lugar de sus profundidades. ^{[ 3 ]}

El perfil de temperatura vertical de la capa superficial del océano está determinado por diferentes procesos de transporte de calor. En la interfaz, el océano se encuentra en equilibrio térmico con la atmósfera, donde predominan la transferencia de calor por conducción y difusión. Además, la evaporación tiene lugar en la interfaz, enfriando así la capa superficial. Debajo de esta capa se encuentra la subsuperficie, donde predomina la transferencia de calor molecular y viscosa. A mayor escala, en la capa de base, mucho más extensa, el transporte turbulento de calor a través de remolinos es el factor que más contribuye a la transferencia de calor vertical.

Durante el día, se produce un calentamiento adicional por la acción del sol. La radiación solar que llega al océano calienta la superficie según la ley de Beer-Lambert. Aproximadamente el cinco por ciento de la radiación incidente se absorbe en el  milímetro superior del océano. ^{[ 8 ]} Dado que el calentamiento desde arriba genera una estratificación estable , otros procesos dominan el transporte de calor, dependiendo de la escala considerada.

En cuanto a la capa de piel con espesor${\displaystyle \delta }$término de difusión turbulenta${\displaystyle K_{w}}$es insignificante. Para el caso estacionario sin calentamiento externo, el perfil de temperatura vertical obedece al siguiente balance energético:

${\displaystyle \rho _{w}c_{w}k_{w}{\frac {\partial T}{\partial z}}=Q=LH+SH+LW,}$

Aquí,${\displaystyle \rho _{w}}$y${\displaystyle c_{w}}$denotan la densidad y la capacidad calorífica del agua,${\displaystyle k_{w}}$la conductividad térmica molecular y${\displaystyle {\tfrac {\partial T}{\partial z}}.}$la derivada parcial vertical de la temperatura. La diferencia de calor vertical.${\displaystyle Q}$consiste en la liberación de calor latente , los flujos de calor sensible y la radiación térmica neta de onda larga . ^{[ 10 ]} El${\displaystyle Q}$La temperatura observada en la capa superficial es positiva, lo que corresponde a una temperatura que aumenta con la profundidad (nótese que el eje z apunta hacia abajo, hacia el océano). Esto da lugar a una capa superficial fría, como se puede observar en la figura 2. Una descripción empírica común del perfil de temperatura vertical dentro de la capa superficial de profundidad${\displaystyle \delta }$es:

${\displaystyle {\overline {T}}(z)=T_{b}+(T_{s}-T_{b})*e^{-z/\delta }}$

Aquí,${\displaystyle T_{s}}$y${\displaystyle T_{b}}$denotamos la temperatura de la superficie y el límite inferior. ^{[ 11 ]} Al incluir el calentamiento diurno, debemos incluir un término de calentamiento adicional, que depende de la radiación de onda corta absorbida. Integrando sobre${\displaystyle z}$, podemos expresar la temperatura a profundidad${\displaystyle \delta }$como:

${\displaystyle T_{z=\delta }=T_{s}-{\frac {\delta }{\rho _{w}c_{w}k_{w}}}(Q+R_{s}f_{s})}$

dónde${\displaystyle R_{s}}$es la radiación solar de onda corta neta en la interfaz océano y${\displaystyle f_{s}}$es su fracción absorbida hasta profundidad${\displaystyle \delta }$[ ^{10 ] Como se puede observar en la Fig. 2, el calentamiento diurno reduce el efecto de} enfriamiento de la piel. La temperatura máxima se encuentra en la capa subsuperficial, donde el calentamiento externo por unidad de profundidad es menor que en la capa superficial, pero donde el enfriamiento de la superficie tiene un efecto menor. A medida que aumenta la profundidad, la temperatura disminuye, ya que el calentamiento proporcional es menor y la capa se mezcla mediante procesos turbulentos.

• Temperatura de la superficie del mar
• Teledetección
• Teledetección (oceanografía)
• radiación térmica
• Temperatura superficial de una atmósfera
• Temperatura de la interfaz de la superficie del mar
• Temperatura subsuperficial de la superficie del mar
• Grupo para la medición de la temperatura superficial del mar de alta resolución (GHRSST)
• modificación del clima