É necessário algum tempo para ocorrer uma alteração da temperatura. Além disso, o oceano tem grande capacidade de calor latente.
Sim, é verdade, e de facto a variação da temperatura da água do mar (excepto da camada mesmo junto á superfície) é "indirecta". O aquecimento/arrefecimento da massa de água é extremamente lento e mal se nota. Nisso estamos de acordo.
Mas as variações bruscas que notamos são mudanças ou "substituições" da massa de água. Não é água a arrefecer por causa do vento, mas sim água fria já existente em profundidade a vir à superfície durante os episódios de upwelling.
Assim como a água não está a aquecer de um dia para o outro no caso contrário de ventos de sul e tempo quente, mas sim está a ser transportada a água que já está mais quente em alto mar para junto da praia quando é cessado o upwelling.
Portanto o argumento da capacidade de reter temperatura da água não impede em nada o rápido "aquecimento" ou "arrefecimento" dependendo do vento. Em rigor, nem deveríamos chamar isso, mas sim variação da temperatura da água em determinado local, daí as aspas, lembrando que é mais uma substituição de massa de água.
É por demais evidente a relação entre a direção do vento e a sua intensidade com o fenómeno de upwelling. E como disse o Jorge, a eficiência da Nortada em causar upwelling depende naturalmente da sua intensidade, não só da direção. Já assisti a mudanças drásticas da temperatura nas praias do Sotavento, de esta estar bem morna numa tarde, e na manhã seguinte estar completamente gelada, graças a mudança do padrão sinóptico e intensa noite de vendaval de NW (que apesar da diferente orientação da costa nessa zona ainda é suficiente para empurrar a água rapidamente para SE e causar upwelling intenso).
Outro detalhe:
Atenção que na última figura estás a mostrar outra escala temporal completamente diferente, relativas a escalas mensais, completamente incomparáveis com escalas diárias como na discussão anterior...
Claro que a escalas de tempo maiores o ciclo anual da radiação solar é dominante, assim como muitos outros factores que podem influenciar anomalias positivas ou negativas da temperatura da água do mar, como se vê em mapas de anomalia da SST.
Agora a escalas de tempo de dias/semanas o upwelling/downwelling é dominante junto ás costas, não há volta a dar. E também com séries longas é fácil relacionar a frequência de dias de Nortada com a intensidade do upwelling, e até utilizando apenas as direções dominantes tendo em conta a sinóptica, como aqui p.ex:
http://idlcc.fc.ul.pt/pdf/AMR_CWT_upwelling_CSR_2013.pdf