¿Se garantiza que el océano se calentará en un clima cálido?

Más específicamente, he visto alguna discusión sobre este artículo:

http://www.realclimate.org/index.php/archives/2006/09/why-greenhouse-gases-heat-the-ocean/

que afirma que el calentamiento del océano observado se explica por la absorción de radiación de longitud de onda larga por parte de la piel del océano. Lo que pregunto es: ¿es necesario este mecanismo para que se produzca el calentamiento de los océanos? Mi comprensión ingenua era que nuestro aumento de la magnitud del efecto invernadero significaba que había menos radiación escapando al espacio y, por lo tanto, la temperatura promedio de todo el sistema océano+tierra+atmósfera aumentará hasta alcanzar un nuevo equilibrio, donde la radiación saliente nuevamente es igual a entrante. ¿Es esto correcto? Y si es así, ¿no implica que el océano también debe calentarse, simplemente porque es una parte acoplada térmicamente de todo el sistema de calentamiento? Alguien me dijo que una atmósfera que se calienta no podría calentar el océano, porque la atmósfera tiene una capacidad calorífica mucho menor. Pero me parece que la restricción sobre la temperatura de equilibrio final significa que todos los componentes deben calentarse, sin importar cuán ineficientes sean los medios de transferencia de energía entre ellos. ¿Tengo razón, o he entendido mal? Para aclarar, estoy hablando de una tierra idealizada que realmente puede alcanzar el equilibrio, y estoy ignorando todas las complejidades de las corrientes oceánicas y los vientos, etc. Solo estoy preguntando sobre los conceptos básicos absolutos de la termodinámica.

Creo que esto puede pertenecer a otro SE. Sin embargo, se garantiza que el océano se calentará en el sentido de que se calentará en el equilibrio (sin embargo, el sistema probablemente nunca alcance el equilibrio, como sabemos por el cambio climático pasado, impulsado naturalmente, sino que oscila). La pregunta interesante e importante es qué sucede con el océano cuando el sistema no está en equilibrio, ya que tiene una capacidad térmica enorme en comparación con la atmósfera y un acoplamiento complicado con ella.
Ah, ok, ¿quizás Earth Sciences SE? Sí, estaba hablando de un caso idealizado en el que ignoramos la variación natural y solo consideramos el efecto de aumentar el efecto invernadero. Pero suena como la respuesta a la pregunta '¿es este mecanismo necesario para que ocurra algún calentamiento del océano?' no es.
Sí, creo que Earth Sciences SE podría ser mejor (aunque no lo leo, así que no estoy seguro). Me parece claro que la respuesta es que no necesitas un mecanismo especial como dices, pero también soy consciente de que todo esto es complicado (y en particular, caer en la arrogancia de un físico que yo y mucho de los físicos puede llevar a una respuesta incorrecta!)

Respuestas (1)

Como sugieren los comentarios, este es un tema para las ciencias de la tierra.SE. Aquí diré que lo que calienta la tierra, y cualquier planeta, es principalmente la entrada de energía del sol, principalmente porque también existe energía volcánica en alguna proporción.

Si uno postula una energía entrante fija, entonces los mecanismos de cómo se distribuye esta energía, volumen del océano, superficie del océano, tierra, reflexión de regreso al espacio son una cuestión de un modelo dinámico completo de un sistema caótico complicado.

Este artículo da una idea de la complejidad, los factores que intervienen para describir un sistema dinámico.

Pero me parece que la restricción sobre la temperatura de equilibrio final significa que todos los componentes deben calentarse, sin importar cuán ineficientes sean los medios de transferencia de energía entre ellos.

Bueno, un sistema dinámicamente caótico nunca está en equilibrio. En el sentido de que si uno toma valores promedio para todo, habría una temperatura promedio para la superficie del océano y las masas terrestres y la atmósfera, pero el océano se calentaría por la radiación entrante directa y no por el contacto con la atmósfera, lo cual sería una contribución menor, precisamente debido a las capacidades caloríficas.

Las corrientes más calientes calientan la atmósfera como se sabe por la corriente del Golfo:

La Corriente del Golfo, junto con su extensión norte hacia Europa, la Deriva del Atlántico Norte, es una corriente oceánica atlántica poderosa, cálida y rápida que se origina en el Golfo de México y se extiende hasta la punta de Florida, y sigue las costas orientales del Estados Unidos y Terranova antes de cruzar el Océano Atlántico.

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La Corriente del Atlántico Norte de la Corriente del Golfo, junto con corrientes de aire cálido similares, ayuda a mantener Irlanda y la costa occidental de Gran Bretaña un par de grados más cálidas que el este.[28] Sin embargo, la diferencia es más dramática en las islas costeras occidentales de Escocia.

Gracias, publiqué en earthscience.SE :) Supongo que estoy hablando más de un modelo simplificado, donde el sistema está más o menos cerca del equilibrio y luego reducimos la radiación saliente a través de los gases de efecto invernadero. En ese caso, estaba pensando que garantizamos aumentar la temperatura promedio hasta que la radiación saliente vuelva a coincidir, a la Stefan-Boltzmann. Entonces, ¿el océano seguramente debe calentarse, ya que tiene algún tipo de acoplamiento térmico con otros componentes, y la temperatura promedio tiene que alcanzar esta nueva cifra más alta?