Datos de pCO2 del R/V Henry B. Bigelow en navegación
DESPLÁCESE PARA SABER MÁS
Quiénes somos
| Rik Wanninkhof, Doctor.
Científico técnico superior
| Doctor Denis Pierrot
Oceanógrafo
Acerca de Henry B. Bigelow
El buque de la NOAA Henry B. Bigelow, uno de los cuatro nuevos buques de investigación pesquera de la NOAA, fue botado el 8 de julio de 2005 en Pascagoula, Mississippi. El Henry B. Bigelow es un buque de investigación de última generación y transporta equipos y sistemas instrumentales para llevar a cabo investigaciones pesqueras, oceanográficas e hidrográficas. El Henry B. Bigelow opera principalmente en el Océano Atlántico Norte, desde Carolina del Norte hasta Maine. Para más información sobre el buque Henry B. Bigelow de la NOAA, siga el enlace a su página principal.
En 2011, el grupo del Ciclo del Carbono Oceánico (OCC) del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA instaló un sistema automatizado para medir la pCO2 superficial en el laboratorio seco a bordo del Henry B. Bigelow. La instalación se vio facilitada en gran medida por la cooperación de los oficiales y la tripulación del buque, especialmente los técnicos en topografía y electrónica que prestan una atención continua. Mientras el buque lleva a cabo las investigaciones que constituyen el objetivo de un crucero, el instrumento de pCO2 realiza 5 mediciones de aire y 70 de agua cada 3,4 horas. Los archivos de datos se envían diariamente al AOML por correo electrónico para que pueda supervisarse el funcionamiento del sistema. Los datos finales se procesan una vez finalizado el crucero y se publican en bases de datos internacionales y en este sitio web.
Acerca del sitio web
Este sitio web proporciona acceso a los datos de fugacidad de CO2 (fCO2) recogidos en este buque. Nota, fCO2 es la presión parcial pCO2 corregida por la no idealidad del gas CO2; son numéricamente similares (fCO2 ≃ 0,995 pCO2). Los datos procesados están organizados por año y por crucero. Para cada crucero, los valores de fCO2 codificados por colores se representan en un gráfico a lo largo de la ruta del barco. Junto a cada gráfico hay enlaces al archivo de datos delimitado por comas y al archivo Léame asociado. Para descargar un archivo de datos, seleccione el año en la lista desplegable y haga clic. Elija un gráfico y un crucero, haga clic con el botón derecho del ratón en el enlace a su archivo de datos o archivo Léame y seleccione la opción de descarga. Por favor, consulte con el grupo del Ciclo del Carbono Oceánico del AOML si utiliza los datos para su publicación o presentación (contactos en Master Readme, o Denis.Pierrot@noaa.gov).
El archivo Léame principal proporciona metadatos aplicables a todos los datos recopilados de este barco. Los archivos Léame individuales junto a los gráficos proporcionan metadatos específicos del crucero asociado. El enlace Visualización en Tiempo Real muestra gráficos de los datos brutos de xCO2 en función del tiempo y la ubicación. Estos gráficos son adecuados para la monitorización, pero no para la interpretación medioambiental, ya que los datos en tiempo real no han sido procesados ni se ha controlado su calidad.
Henry B. Bigelow Datos de pCO2 en curso
- +Seleccionar datos por año
- Henry B.Bigelow Datos de 2011
Henry B.Bigelow Datos de 2012
Henry B.Bigelow 2013 Datos
Henry B.Bigelow Datos de 2014
Henry B.Bigelow Datos de 2015
Henry B.Bigelow 2016 Datos
Henry B.Bigelow 2017 Datos
Henry B.Bigelow Datos de 2018
Henry B.Bigelow Datos de 2019
Henry B.Bigelow 2020 Datos
Henry B.Bigelow 2021 Datos
Henry B.Bigelow 2022 Datos
Henry B.Bigelow 2023 Datos
Henry B.Bigelow 2024 Datos
Henry B. Bigelow Master Léame
Introducción
La información presentada en este archivo es aplicable a todos los conjuntos de datos recogidos en el R/V Henry B. Bigelow que se presentan en esta página.
Cualquier cambio temporal en esta información se indicará en los archivos Léame de cada expedición.
Declaración sobre el uso de los datos:
Estos datos se ponen a disposición del público y de la comunidad científica con la convicción de que su amplia difusión permitirá comprenderlos mejor y obtener nuevos conocimientos. La disponibilidad de estos datos no constituye su publicación. Confiamos en la ética e integridad del usuario para asegurar que el grupo de carbono oceánico del AOML reciba el crédito justo por su trabajo. Por favor, consúltenos antes de utilizarlos para que podamos asegurarnos de que la calidad y las limitaciones de los datos están representadas con precisión.
Información sobre la plataforma:
En febrero de 2011, el Grupo del Ciclo del Carbono Oceánico del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA instaló un instrumento para medir los niveles de CO2 en el agua superficial y el aire en el buque Henry B. Bigelow de la NOAA. El Bigelow opera principalmente en el Océano Atlántico Norte entre Carolina del Norte y Maine.
Nombre del buque: Henry B. Bigelow
Clase de datos: Concentraciones de dióxido de carbono en la superficie del océano
Científicos responsables de la calidad técnica de este conjunto de datos de pCO2:
Rik Wanninkhof y Denis Pierrot
NOAA/AOML/División de Química Oceánica y Ecosistemas
4301 Rickenbacker Causeway
Miami, FL 33149
Rik.Wanninkhof@noaa.gov
Denis.Pierrot@noaa.gov
Personas de contacto para este conjunto de datos:
Denis Pierrot
NOAA/AOML/División de Química Oceánica y Ecosistemas
4301 Rickenbacker Causeway
Miami, FL 33149
Denis.Pierrot@noaa.gov
Especificaciones y precisión de los componentes
Las precisiones de todos los componentes, cuando funcionan de forma óptima, son tales que la fCO2 calculada del agua de mar tiene una precisión de 2 uatm o mejor y la fracción molar calculada deCO2 (XCO2) en el aire tiene una precisión de 0,1 uatm.
Analizador de infrarrojos:
LI-COR modelo 6262 (Febrero 2011 - presente)
Licor_6262_Manual.pdf
Resolución deCO2: 0,01 umol/m
Precisión deCO2: ±1ppm a 350 ppm
Presión del equilibrador:
Setra modelo 270, presión absoluta a la salida del analizador (desde febrero de 2011 hasta la actualidad)
http://www.setra.com/ProductDetails/270_Baro.htm
Resolución: 0,015 hPa
Precisión: ±0,15 hPa
(especificaciones del fabricante: ±0,05% FS, donde FS = 80-110 kPa)
Setra modelo 239, presión diferencial en el espacio libre del equilibrador (desde febrero de 2011)
http://www.setra.com/ProductDetails/model_239.htm
Resolución: 0,01 hPa
Precisión: ±0,052 hPa
(especificaciones del fabricante: ±0,14% FS, donde FS = ±7,5 pulgadas WC)
La presión absoluta del espacio de cabeza del equilibrador indicada en los archivos de datos es la suma
de la presión diferencial del transductor de presión conectado al equilibrador
y la presión absoluta medida en la salida del analizador al espacio que rodea al
instrumento.
Equilibrador de temperatura:
Hart modelo 1523 (febrero 2011 - presente)
http://www.testequipmentdepot.com/fluke-calibration/pdfs/1523-1524_data.pdf
Precisión: ±0,021°C
Resolución: 0.001°C
Salinidad y temperatura de la superficie del mar (mantenidas por barco):
SeaBird modelo SBE-45 (febrero 2011-presente)
http://www.seabird.com/pdf_documents/manuals/45_017.pdf
Resolución de temperatura: 0.0001°C
Precisión de la temperatura: ±0,002°C
Resolución de la salinidad: 0.0002‰
Precisión de salinidad: ±0,005‰
SeaBird modelo SBE-38 (febrero 2011 - presente)
http://www.seabird.com/pdf_documents/manuals/38_013.pdf
Resolución de temperatura 0.00025°C
Precisión de la temperatura: ±0,001°C
Presión atmosférica (mantenida por el barco):
Barómetro Vaisala modelo PTB220 (febrero 2011 - presente)
http://www.seatronics-group.com/assets/
uploads/resources/2010/3/72c50364-31f6-446f-abe4-ecabc5ad7a9a.pdf
Resolución: 0,01 hPa
Precisión: ±0,15 hPa
Descripción y configuración del instrumento
El principio general de funcionamiento del instrumento puede consultarse en Wanninkhof y Thoning (1993), Ho et al. (1995), Feely et al. (1998) y Pierrot et al. (2009). El agua de mar fluye a través de una cámara equilibradora en la que se producen intercambios deCO2 entre el agua y el aire situado sobre ella. Los pequeños cambios en la concentración deCO2 del agua de mar se traducen rápidamente en cambios en la concentración deCO2 en el aire de la cámara (espacio de cabeza). La fracción molar deCO2 en el gas del espacio de cabeza se mide utilizando un analizador infrarrojo no dispersivo (NDIR) de LICOR®.
Los efectos del vapor de agua en los análisis de las muestras se reducen al mínimo eliminando la mayor cantidad de agua posible. El agua se condensa primero fuera de la corriente de gas de muestra enfriándola a ~5 °C mediante un dispositivo termoeléctrico. A continuación, el agua se elimina mediante secadores de gas Nafion® antes de llegar al analizador IR. El gas de contraflujo en el secador es aire exterior presecado. El contenido típico de agua del gas analizado es inferior a 3 milimoles/mol, eliminándose aproximadamente el 90% del agua.
El analizador de infrarrojos se calibra periódicamente utilizando cuatro gases patrón (200 - 550 ppm de CO2 en aire) de Scott-Martin Inc. (Riverside, CA). Antes y después de su uso sobre el terreno, los patrones se calibran utilizando gases de referencia primarios del laboratorio del Dr. Charles D. Keeling, que son directamente trazables a la escala de la OMM. Periódicamente se analiza un gas cero de aire de pureza ultra alta. Cualquier valor fuera del rango de los estándares debe considerarse aproximado (+/-5 ppm). Aunque los puntos de datos individuales por encima del estándar más alto o por debajo del estándar más bajo pueden ser menos precisos, las tendencias generales serían indicativas de la química del agua de mar. Los estándares utilizados en un crucero en particular se enumeran en el archivo Léame individual.
El sistema también mide el contenido de CO2 del aire atmosférico, que se extrae de una entrada situada en el mástil sobre el puente. El aire atmosférico se extrae constantemente (6 litros/min de caudal máximo) a través de ~35 metros de tubería (Dekoron de 1 cm de diámetro exterior) hasta el sistema analítico situado en el laboratorio seco. La velocidad de lavado del analizador LI-COR durante los análisis ATM es de 60-150 ml/min.
El sistema científico de agua de mar tiene dos entradas (3 y 5 m de profundidad), la más profunda sólo se utiliza ocasionalmente en condiciones meteorológicas adversas. Cerca de la bomba de agua de mar, en la sala de máquinas, hay un sensor remoto de temperatura (SBE38) para medir in situ la temperatura de la superficie del mar (TSM). Un termosalinógrafo (SBE45) y un fluorómetro están situados junto al instrumento de CO2 en el laboratorio seco. El agua de mar viaja desde la entrada hasta el instrumento de CO2 en menos de un minuto.
El agua de mar se introduce a través de un cabezal de pulverización en una cámara de equilibrio que incluye una camisa de agua para mejorar la estabilidad térmica (opcional en el sistema modelo 8050 de General Oceanics). La cámara tiene un depósito de agua de 0,6 L y un espacio de cabeza gaseoso de 0,8 L. El caudal de agua es de 1,2-1,8 L/min. La velocidad a la que el gas del espacio de cabeza se recircula a través del analizador durante los análisis EQU es de ~60 - 150 ml/min.
El buque dispone de conexiones en serie para las ubicaciones y horas GPS y para una serie de parámetros oceanográficos y meteorológicos (por ejemplo, TSM, salinidad, presión atmosférica). Estos datos de apoyo se añaden a los registros de datos de CO2 en tiempo real. Los datos de CO2 se transmiten a tierra cada día.
Una secuencia típica de análisis continuos es:
TIPO DE PASO REPETICIONES
1 - Estándares (los cuatro) - 1
2 - ATM - 5
3 - EQU - 70
Con estos ajustes, se realiza un juego completo de estándares y los análisis atmosféricos cada 3 horas y un día completo contiene unos 480 análisis del espacio de cabeza del equilibrador.
Cálculos
Los valores de xCO2 medidos se corrigen linealmente en función de la respuesta del instrumento utilizando las mediciones estándar (véase Pierrot et al., 2009).
Para el aire ambiente y el espacio de cabeza del equilibrador, la fCO2a o fCO2eq se calcula suponiendo un contenido de vapor de agua del 100%:
fCO2 = xCO2 P (1-pH2O) exp[(B11+2d12)P/RT].
donde fCO2 es la fugacidad en el aire ambiente o en el espacio de cabeza del equilibrador, pH2O es la presión del vapor de agua en la superficie del mar o la temperatura del equilibrador, P es la presión atmosférica exterior o del equilibrador (en atm), T es la TSM o la temperatura del equilibrador (en K) y R es la constante de los gases ideales (82 057 cm^3-atm-deg^-1-mol^).
es la presión atmosférica exterior o del equilibrador (en atm), T es la TSM o temperatura del equilibrador (en K) y R es la constante de los gases ideales (82,057 cm^3-atm-deg^-1-mol^-1). El término exponencial es la corrección de la fugacidad, donde B11 es el primer coeficiente virial delCO2 puro.
B11 = -1636,75 + 12,0408 T - 0,0327957 T^2 + 3,16528E-5 T^3
y
d12 = 57.7 – 0.118 T</span?
es la corrección para una mezcla de aire-CO2 en unidades de cm^3-mol^-1 (Weiss, 1974).
La fugacidad medida en el equilibrador se corrige para cualquier diferencia de temperatura entre la temperatura de la superficie del mar y la cámara del equilibrador utilizando la corrección empírica descrita en Takahashi et al. (1993).
fCO2(SST) = fCO2(teq)exp[0,0423(SST-teq)].
donde fCO2(SST) es la fugacidad a la temperatura de la superficie del mar y fCO2(teq) es la fugacidad a la temperatura del equilibrador. SST y teq son las temperaturas de la superficie del mar y del equilibrador en grados C, respectivamente.
La cantidad de tiempo entre el agua de mar que pasa por el sensor de TSM (SBE38) y el agua que fluye por el equilibrador se estima antes de asignar un valor de TSM a cada análisis. Se comparan los patrones de los registros de temperatura para el equilibrador y para la TSM a lo largo del tiempo, y se determina un desfase temporal que optimiza la coincidencia de estos patrones. El desfase temporal se aplica a las mediciones de la TSM. Una interpolación lineal entre los datos de TSM ajustados en el tiempo produce el valor de TSM asignado a cada análisis deCO2 y utilizado en los cálculos de fugacidad.
Estructura del archivo de datos
Lista de variables incluidas en este conjunto de datos:
COLUMNA
CABECERA
EXPLICACIÓN
1.
EXPOCODE
Código de expedición, donde "33HH" es el identificador NODC del buque, y AAAAMMDD es la fecha UTC en que el buque inicia la expedición.
2.
Buque_grupo
AOML_HenryB.Bigelow, (si está presente)
3.
Cruise_ID
Nombre de la persona a cargo de la expedición, (si está presente)
4.
YD_UTC
Año decimal día
5.
DATE_UTC_ddmmyyyy
Fecha UTC
6.
HORA_UTC_hh:mm:ss
Hora UTC
7.
LAT_dec_grado
Latitud en grados decimales (los valores negativos corresponden al hemisferio sur)
8.
LONG_grado_dec
Longitud en grados decimales (los valores negativos corresponden al hemisferio occidental)
9.
xCO2_EQU_ppm
Fracción molar deCO2 en el espacio de cabeza del equilibrador (seco) a la temperatura del equilibrador, en partes por millón.
10.
xCO2_ATM_ppm
Fracción molar deCO2 en el espacio de cabeza del equilibrador (seco) a la temperatura del equilibrador, en partes por millón.
11.
xCO2_ATM_interpolated_ppm
xCO2 en aire exterior asociado a cada análisis de agua. Estos valores se interpolan entre los buenos análisis de xCO2_ATM promediados entre paréntesis, en partes por millón, (si están presentes)
12.
PRES_EQU_hPa
Presión barométrica en el espacio de cabeza del equilibrador, en hectopascales (1 hPa = 1 milibar)
13.
PRES_ATM@SSP_hPa
Presión medida por barómetro exterior, corregida al nivel del mar, en hectopascales.
14.
TEMP_EQU_C
Temperatura del agua en el equilibrador, en grados centígrados
15.
SST_C
Temperatura de la superficie del mar procedente del sensor de temperatura del buque, en grados centígrados [interpolada, véase la nota anterior].
16.
SAL_permil
Salinidad del termosalinógrafo (SBE45), en la Escala Práctica de Salinidad
17.
fCO2_SW@SST_uatm
Fugacidad delCO2 en agua de mar, en microatmósferas (100% de humedad)
18.
fCO2_ATM_interpolated_uatm
Fugacidad deCO2 en aire correspondiente a la xCO2 interpolada, en microatmósferas (100% de humedad), (si existe)
19.
dfCO2_uatm
fCO2 del agua de mar menos fCO2 interpolada del aire, en microatmósferas, (si existen)
20.
WOCE_QC_FLAG
Indicador de control de calidad para fCO2; valores (2 = buen valor, 3 = valor cuestionable)
21.
QC_SUBFLAG
El indicador secundario de control de calidad para los valores de fCO2 proporciona una explicación para los datos atípicos, cuando QC_FLAG = 3
Los indicadores de control de calidad se proporcionan como ayuda para la interpretación de los datos de CO2. Los investigadores del CO2 han establecido valores mínimos y máximos estrictos para numerosos parámetros (por ejemplo, la diferencia de temperatura entre la temperatura del equilibrador y la TSM) (véase Pierrot et al., 2009). Estos rangos se eligieron de forma que si cada parámetro se encontrara dentro de su rango estricto, los datos de CO2 resultantes serían buenos casi con toda seguridad. Si un parámetro está fuera de su rango o si un parámetro se estima a partir de valores buenos circundantes, el indicador de calidad de ese registro de datos se establece en 3 (valor cuestionable). Los datos de CO2 resultantes podrían ser buenos; sin embargo, los investigadores deben determinar si estos datos son válidos para sus fines.
Referencias
DOE (1994). OE (1994). Manual de métodos para el análisis de los distintos parámetros del sistema de dióxido de carbono en agua de mar; versión 2. DOE.
Feely, R. A., R. Wanninkhof, H. B. Milburn, C. E. Cosca, M. Stapp y P. P. Murphy (1998). A new automated underway system for making high precision pCO2 measurements onboard research ships. Analytica Chim. Acta 377: 185-191.
Ho, D. T., R. Wanninkhof, J. Masters, R. A. Feely y C. E. Cosca (1997). Measurement of underway fCO2 in the Eastern Equatorial Pacific on NOAA ships BALDRIGE and DISCOVERER, NOAA data report ERL AOML-30, 52 pp., NTIS Springfield.
Pierrot, D., C. Neill, K. Sullivan, R. Castle, R. Wanninkhof, H. Luger, T. Johannessen, A. Olsen, R. A. Feely y C. E. Cosca (2009). Recommendations for autonomous underway pCO2 measuring systems and data-reduction routines. Deep Sea Research II, 56: 512-522.
Wanninkhof, R. y K. Thoning (1993) Measurement of fugacity of CO2 in surface water using continuous and discrete sampling methods. Mar. Chem. 44(2-4): 189-205.
Weiss, R. F. (1970). The solubility of nitrogen, oxygen and argon in water and seawater. Deep-Sea Research 17: 721-735.
Weiss, R. F. (1974). Carbon dioxide in water and seawater: the solubility of a non-ideal gas. Mar. Chem. 2: 203-215.
Weiss, R. F., R. A. Jahnke y C. D. Keeling (1982). Seasonal effects of temperature and salinity on the partial pressure of CO2 in seawater. Nature 300: 511-513.
Takahashi, T., J. Olafsson, J. G. Goddard, D. W. Chipman y S. C. Sutherland (1993). Seasonal variation of CO2 and nutrients in the high-latitude surface oceans: a comparative study, Global Biogeochem. Cycles, 7, 843-878.
Socios
