VI. TEMPERATURA, SALINIDAD Y OXIGENO EN EL AGUA DE MAR
6.1. Características de la Variables oceanográficas.
De acuerdo a la posición geográfica del Perú sus costas deberían presentar un clima eminentemente tropical, pero esto se presenta solo al norte de los 03º.S, siendo las características típicas al sur de los 06º S, con temperaturas superficiales bajas y menores que la del aire, cielo cubierto por nubes a causa de la condensación de humedad que absorben los vientos secos que generalmente tienen la dirección SE. (MIPE, 1976).
Nota : La temperatura del agua de mar se expresa en grados centígrados(ºC). La salinidad del agua de mar en partes por mil (% ó 10-3) y el oxígeno del agua de mar en mililitros por litros (ml/L).
6.2. Temperatura.
Es la medida de la energía cinética molecular media que tienen las moléculas de agua. La temperatura del agua de mar generalmente oscila entre 2 C y 30 C y con valores extremos entre -4 C y +42 C. La temperatura del agua de mar es influida por la cantidad de calor provenientes de tres fuentes principales: calor original del interior de la tierra, calor de degradación radiactiva y calor de la radiación solar. La radiación solar directa y la difusa celeste forman el constituyente más importante de la radiación solar. Los factores que permiten el cambio de la temperatura del agua de mar son:
La cantidad de calor recibido en el Ecuador es 2,5 la que se recibe en los polos geográficos. (Circulación océano - atmósfera). La latitud, que supone una diferencia en los tiempos de insolación y en la inclinación de los rayos solares al, incidir en el mar es una de las principales causas.
La temperatura y sus influencias:
La temperatura varía de unos mares a otros y a las diferentes profundidades.
Flujo solar o insolación. Cantidad de radiación solar. La insolación es la tasa por unidad a la cual la energía radiante del sol incide por unidad de área sobre la superficie terrestre. De la radiación que llega a la superficie de la tierra el 17 % es reflejado y 83 % absorbido.
El agua aflorada proviene principalmente de 50 m - 75 m de profundidad y tienen diversos orígenes los cuales influyen en la productividad: Corriente Cromwell, Corriente Peruana Sub-Superficial y Aguas Templadas de la Sub-Antártica.
Las aguas a lo largo de la costa peruana se hallan influencias por las aguas Subtropicales superficiales al oeste, al norte por las aguas ecuatoriales superficiales y al sur por las aguas Sub-Antárticas. La aguas de afloramiento, corresponden a la corriente costera peruana (ACF) con salinidad de 35,10 - 34,80 y temperatura de 15,0 C a 21,0 C durante el año.
Según POPOVICI Y CHACON (1966), la estructura térmica del océano esta basada en la distribución vertical de la temperatura en el océano que se realiza por convección y efecto de la circulación oceánica. Esta estructura térmica del océano, basada en la disposición de los estratos de agua de diferente temperatura, tiene importante influencia sobre la distribución de la fauna.
Según ROMANOSKI (1970) manifiesta de un modo general que el conocimiento de la distribución de la temperatura del mar y las variaciones estacionales sirva para ayudar a los pescadores en su industria, indicándoles los lugares y épocas propicias para la pesca de una determinada especie.
Sobre el empleo de la termotelemetría para la localización de peces, SEYDLITZ (1970) afirma que la temperatura de las aguas es uno de los principales factores ambientales que influyen en la distribución y abundancia de los peces, como se trata de un facto relativamente fácil de medir, incluso las pesquerías comerciales pueden emplearlo como índice de la disponibilidad de peces.
En la oceanografía moderna el intento de relacionar la condición ambiental al comportamiento de peces ha comenzado a incrementarse en forma muy importante. Esta relación la cual es de gran significado con respecto a la productividad del stock de los peces y el entendimiento de sus migraciones, no es solamente de interés para el estudio biológico sino también para la localización en la pesca racional.
ZUTA Y GUILLEN (1970) indican que la temperatura es el parámetro más fácil de obtener en el mar y su distribución y variación están fundamentalmente ligadas a las corrientes oceánicas y a las variaciones en la radicación solar.
En general el rango estacional de temperatura frente al Perú disminuye del norte a sur, tal como se indica para toda la costa en la tabla 2
Tabla 2: Temperatura Superficial del Mar en ºC para la Costa Peruana.
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FRANJA VERANO OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA
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Al este de 86ºW 27 - 17 26 - 14 21 - 13 21 - 15
Hasta las 100 mn. 25 - 17 24 - 14 19 - 13 21 - 15
Hasta las 50 mn. 24 - 17 21 - 14 12 - 13 21 - 15
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FUENTE : Instituto del Mar del Perú - Boletín 2(15) - 1970.
Con respecto a la variación de temperatura, el hecho de que el Pacifico sur este completamente abierto a la influencia de la Antártida y se tenga la prolongación hacía el polo del continente sudamericano, da lugar a que se presenten enormes variaciones estacionales.
TRESIERRA et. al. (1981), manifiestan que las variaciones anuales de temperatura de las capas superficiales del océano dependen de varios factores. El más importante de los cuales es la absorción del calor recibido del exterior.
HELA Y LAEVASTU (1970), mencionan que la temperatura del agua de mar se debe correlacionar con las fluctuaciones en el comportamiento de los peces, en lo general se acepta que el sentido de temperatura en los peces esta bastante desarrollado, por lo cual estos tienden a buscar su temperatura óptima, en consecuencia el conocimiento de la temperatura nos propone las pautas generales para el desarrollo de una Pesquería eficiente.
También manifiesta que la temperatura cambia la zona de los peces, de tres maneras diferentes.
Según WHEATON (1982), los efectos de la temperatura sobre el crecimiento de las plantas son muchos y variados. Con la temperatura y la luz las especies varían en cuanto a sus condiciones mínimas, máximas u óptimas.
Para McCONNAUGHEY (1974), al aumentar la temperatura de la superficie del agua disminuye su densidad y aumenta la tendencia a hundirse de los organismos del fitoplancton. Esto hace al agua más transparente y la zona eufótica se hace más profunda. La acción recíproca de estos factores da lugar a la amplia variación en las curvas de clorofila observadas en el océano.
6.3 Distribución de la temperatura por estaciones.
GUILLEN (1965) obtiene los siguientes resultados en la costa central del Perú.:
VERANO. En la superficie del mar, las temperaturas fueron aumentando a partir de la costa hacía el oeste, del 18ºC a 23ºC. Las isotermas mostraron una tendencia a ascender a la superficie a medida que se aproximan a la costa.
OTOÑO. En la superficie aumentaron de 17ºC a 19ºC, la mínima se encontró en junio. La distribución de las isotermas fue homogénea con la profundidad.
INVIERNO. En la superficie la temperatura se incrementó conforme se alejaba de la costa de 15ºC a 17ºC. La distribución de las isoterma fue homogénea, con ligera tendencia para ascienden a la superficie a medida que se acercaba a la costa.
PRIMAVERA. La temperatura a nivel superficial, fue aumentando con la distancia de la costa de 15ºC a 21ºC, la mayor correspondió a diciembre con 21.3ºC.
GUILLEN Y FLORES (1966), concluyen que como consecuencia de la elevación de las temperaturas en las estaciones cálidas del año, la termoclina gradualmente se fue profundizando de primavera a invierno.
Los máximos gradientes verticales de oxígeno disuelto y temperatura fueron de 4.13 ml/L/10m y 4,80 ºC/10m. respectivamente; y debido al movimiento de las masas de agua la distribución del oxígeno disuelto, muestra cambios, siendo los valores mínimos en zonas de afloramiento.
ZUTA Y GUILLEN (1970) Y ZUTA Y URQUIZO (1972), encontraron para la zona del Callao, que la termoclina, superficial se desarrolla por encima de los 50 m con un gradiente máximo de 0,9 ºC/10 m para el mes de febrero. Cuando aparece el Fenómeno El Niño se profundiza por debajo de los 60 m.
Desde la postrimería de la primavera (diciembre) hasta fines de otoño (junio), la temperatura aumenta lejos de la costa y las isotermas muestran una tendencia predominantemente paralela a la línea costera entre las latitudes de 5ºS a 10ºS y hasta las 100 mn de la costa.
Esta característica sufre modificaciones notables en el invierno, especialmente en agosto y setiembre, en que la distribución térmica es muy irregular, debido a las advecciones de aguas frías hacía el mar abierto y de aguas calientes hacía la costa, principalmente entre los 15ºS y 10ºS respectivamente.
Según FLORES et. al. (1978) en abril de 1977 se observan anomalías negativas para la zona del Callao y Chancay con - 0,3ºC y del Callao a Pucusana anomalías positivas de 1,1ºC y 2,1ºC con respecto a los promedios de 1928 a 1969.
6.4 Salinidad
La salinidad del mar oscila en general entre 33,00 y 37,00, pero puede ser muy diferente bajo la influencia de múltiples factores: Evaporación, Precipitación, Topografía, aportes fluviales (rica). La salinidad superficial en el mar peruano oscila entre 33,80 y 35,20 y generalmente disminuye con la profundidad.
Según DOUMENGE (1965) el agua de mar se define por su salinidad comprendida por lo general entre 34,00 y 35,00. La salinidad puede variar en proporciones muy pequeñas en los océanos propiamente dichos, en cambio puede variar a veces muy sensiblemente en los mares costeros.
ROMANOSKI (1970) menciona que la salinidad en la superficie depende de la evaporación de las precipitaciones atmosféricas. Para una región bien definida el valor de la salinidad es proporcional a la diferencia entre la evaporación y la precipitación, no así para los polos.
En un punto determinado, la salinidad de la capa superficial sufre en el curso del año variaciones apreciables, alcanzando el máximo en primavera y el mínimo en otoño. Las desviaciones son considerables si bien alcanzan 0,2 % en pleno océano.
Según TRESIERRA et al, (1982) en el agua de mar existen constituyentes mayores y menores, las variaciones de los constituyentes mayores pueden afectar las propiedades físicas, afortunadamente se ha encontrado que independientemente de sus concentraciones absolutas, las proporciones relativas de los distintos constituyentes mayores son virtualmente constantes, excepto en los lugares de gran dilución (baja salinidad).
Según el Servicio Hidrográfico de España (1960) la salinidad superficial del mar es muy importante para determinar el movimiento de las masas de agua, la circulación y la actividad frontal.
La salinidad subsuperficial resulta muy útil para la predicción a largo plazo y tiene interés para determinar el comportamiento de la capa de mezcla.
Según ZUTA et al., (1985) manifiestan que la salinidad es otro parámetro importante del mar, pero los datos son de mayor costo y menos fácil de obtener en comparación con la temperatura superficial del mar (TEM). De aquí que la densidad y cobertura de los datos de salinidad superficial del mar (SEM) sean menores que la TSM en el análisis de las condiciones oceanográficas.
6.5 Distribución de la salinidad.
La salinidad superficial de mar en la zona central es casi homogénea distinguiéndose un aporte de aguas subtropicales siendo más significativa a nivel superficial. La salinidad en la zona central generalmente oscila entre 25,10 - 34,90.
FLORES et al., (1978) indican que en el Callao se encontró salinidades bajas hasta 34,20; en el mes de abril de 1977 las transparencias menores de 10 m estuvieron asociadas con salinidades menores de 34,50 y entre 10 m y 20 m con salinidades mayores de 35,10.
6.6 Oxígeno disuelto
En las aguas superficiales, en contacto con la atmósfera, la cantidad de oxígeno disuelto tiende, como es natural, a estar en equilibrio con el atmosférico. La cantidad de oxígeno disuelto superficial en el agua de mar oscila entre 1,0 ml/L y 8,5 ml/L, si bien usa cantidad máxima puede ser sobre pasada en ocasiones, llevándose a un estado de sobresaturación en zona de muy baja temperatura o zonas en las que haya una intensa actividad fotosintética.
Los factores que regulan la cantidad de oxígeno disuelto en el agua son:
La solubilidad del oxígeno en el mar decreto al aumentar la temperatura y la salinidad.
LOZANO (1981) afirma que en el agua de mar se encuentran disueltos todos los gases atmosféricos; es decir, oxígeno, nitrógeno y anhídrido carbónico (estos tres los más abundantes).
De todos los gases disueltos, el oxígeno y el anhídrido carbónico son los que más nos interesan, dada su fundamental intervención en la vida de los animales y de las plantas.
KIETZMAN et al, (1974) manifiesta que la respiración en peces se realiza cuando el agua atraviesa la boca y capta el oxígeno disuelto por las aberturas branquiales (al aumentar de tamaño y dilatarse la cámara branquial).
La salinidad y temperatura del agua, entre otros factores ejercen una cierta intervención sobre la respiración, un elevado contenido de sal influye de manera positiva sobre la intensidad respiratoria. El aumento de temperatura aumenta el consumo de oxígeno, provocando mayor número de respiraciones por unidad de tiempo. El exceso de oxígeno en el agua es tan perjudicial como su falta.
ICHIVE (1954) mostró que la distribución del oxígeno disuelto debajo de las profundidades medias, es casi gobernado por el movimiento de las aguas mientras que en las capas superiores, están más influenciados por las condiciones meteorológicas, efectos biológicos y las condiciones físicas y químicas.
MIYAKE Y SARUHASHI (1956) encontraron que en casi todas las áreas pobres de oxígeno, eran localizados en zonas de alta productividad, a menos que prevalecieran fuertes corrientes de convección vertical.
TRESIERRA et al., (1982) indican que verticalmente el contenido máximo de oxígeno se encuentra en las capas superficiales y ello tiende a decrecer conforme aumenta la profundidad, aunque pueden existir debajo de una capa de mínimo oxígeno, aguas ricas en contenido de oxígeno disuelto.
REID (1962) manifiesta que en gran parte del Pacífico la capa superficial está muy próximo a la saturación en contenido de oxígeno con valores típicos entre el 98% y 100% del valor de saturación.
Según ZUTA Y GUILLEN (1970) en la capa de asimilación situada encima de la termoclina las condiciones son complicadas por la interacción mutua de diferentes factores.
El valor de saturación del oxigeno en el océano depende de la temperatura y salinidad. Frente a la costa peruana el rango es mayor en verano y otoño y menor en el invierno y la primavera, como se puede apreciar en la tabla 3.
Tabla 3: Oxígeno Disuelto Superficial del Mar en ml/L en la Costa Peruana.
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FRANJA
VERANO
OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA
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Al este de 86ºW 7.0 - 2.0 6.0 - 2.5 6.0 - 2.75 6.0 - 2.75
Hasta las 100 mn. 7.0 - 2.0 6.0 - 2.5 6.0 - 2.75 6.0 - 2.75
Hasta las 50 mn. 6.5 - 1.95 5.5 - 2.5 6.0 - 2.75 6.0 - 2.75
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Fuente: Instituto del Mar Perú - Boletín 2(15) - 1970.
RAYMONT (1963) manifiesta que la concentración de oxígeno de los sistemas varía desde cero en algunas áreas anaeróbicas limitadas hasta la saturación y sobresaturación. Las variaciones en las concentraciones de saturación ocurren en las aguas superficiales tropicales y las aguas polares debido a la variación de la temperatura.
Las concentraciones de saturación de oxígeno en aguas tropicales superficiales están variando entre 6 ml/L a 7 ml/L mientras que las aguas polares saturadas pueden contener más de 11 ml/L.
El oxígeno es suministrado por la atmósfera y la fotosíntesis mantiene la concentración de oxígeno cerca de la saturación con valores de 5 ml/L a 7 ml/L. En el Océano Pacífico, frente a las costas de América Central y Sudamérica parecen encontrarse las concentraciones de oxígeno más bajos de 0,14 ml/L en la zona de mínimo oxígeno.
Según WHEATON (1982) el oxígeno es frecuentemente un factor que limita los sistemas de vida acuática. Las fuentes de producción primaria producen oxígeno en presencia de la luz, pero requieren oxígeno durante la noche por lo tanto, el oxígeno puede limitar tanto la producción primaria como la secundaria. La concentración encontrada en la atmósfera es alrededor de 21% en cambio en los sistemas acuáticos es baja.
Además manifiesta que las concentraciones que limitan el oxígeno para cualquier pez dependerá de sus características genéticas, de la temperatura del agua, nivel de actividad y tensiones experimentadas. Generalmente las aguas con concentración de oxígeno por debajo de los 3 ml/L no darán sustento a los cardúmenes, sin embargo algunos moluscos y otros organismos (cangrejos y ostiones) pueden tolerar estos niveles por períodos limitados.
En concentraciones de 5 ml/L, casi todos los organismo pueden sobrevivir indefinidamente, considerando a los otros parámetros dentro de los límites tolerables.
6.7. Distribución del oxígeno disuelto.
La distribución del oxígeno disuelto en el agua de mar es de gran importancia, tanto en los estudios de productividad como en la oceanografía.
GUILLEN Y FLORES (1965) manifiestan que en cuanto a los peces se refiere, se admite generalmente que el alimento disponible, la migración y el ciclo reproductivo de los organismos, están vinculados a los cambios estacionales de las condiciones meteorológicas e hidrográficas. En aguas cercanas a la costa con fuertes gradientes y donde los puntos de observación están cercanamente espaciados, es posible una directa dependencia del comportamiento de los peces, con uno u otro de los factores hidrográficos.
Es de interés la relación que podría haber entre esta variación de las capturas y las de las condiciones del mar, principalmente en la distribución de los fosfatos, oxígeno disuelto y temperatura.
6.7.1. Distribución de oxígeno disuelto por estaciones.
Según GUILLEN (1965) y GUILLEN Y FLORES (1965) la distribución estacional en la zona central del Perú, es:
VERANO. En la superficie del mar la distribución del oxígeno fue menor cerca de la costa, encontrándose valores mayores de 5,0 ml/L lejos de ella. E. máximo valor de 7,35 ml/L se encontró en enero. La distribución vertical fue creciendo con la profundidad mostrando sus isolineas a acercarse a la superficie de oeste a este.
OTOÑO. En la superficie del mar la distribución del oxígeno es menor cerca de la costa, lejos de esta se hallaron valores menores de 5,0 ml/L correspondiendo al máximo a 7,9 ml/L en junio. La distribución vertical fue decreciendo con la productividad, siendo las isoxígenas más homogéneas que en verano. La capa de oxígeno disuelto con valores menor a 0.25 ml/L fue encontrada a partir de los 45 m a 50 m de profundidad, proyectándose hacía el fondo.
INVIERNO. En la superficie del mar, los valores más bajos de oxígeno disuelto correspondieron a las áreas cercanas a la costa, hallándose a mayor distancia valores superiores a 4,0 ml/L. El máximo de 5,8 ml/L se halló en agosto. La capa de oxígeno con valor menor a 0.25 ml/L fue encontrada entre 20 m a 100 m correspondiendo generalmente las mayores profundidades a las estaciones alejadas de la costa.
PRIMAVERA. El máximo contenido a nivel superficial fue hallado en octubre (6.78 ml/L).
GUILLEN Y FLORES (1965) encontraron que la distribución vertical del oxígeno disuelto fue disminuyendo con la profundidad presentando sus isolíneas cierta homogeneidad en las capas superiores, mientras que debajo de los 50 m mostraron regiones aisladas. La capa de oxígeno de 0.25 ml/L fue hallada a partir de 20 m a 140 m en octubre.