Creación de un sistema mundial de observación de los océanos
Entender y predecir los cambios del tiempo y el clima
DESPLÁCESE PARA SABER MÁS
Qué es el Sistema Mundial de Observación de los Océanos
Los océanos planetarios dirigen los sistemas meteorológicos y climáticos a escalas temporales que van desde varios días hasta milenios. Los científicos utilizan diferentes tecnologías e instrumentos de observación para medir y observar los océanos globales. El AOML colabora con socios de todo el mundo para desarrollar y mantener componentes clave de estos sistemas de tecnologías de observación, conocidos colectivamente como Sistema Mundial de Observación de los Océanos. Se ha demostrado que las observaciones resultantes mejoran las previsiones meteorológicas y hacen avanzar nuestro conocimiento de las fluctuaciones climáticas. Los científicos del AOML diseñan y operan nuevas tecnologías y sistemas de observación, los despliegan en los océanos de todo el mundo, coordinan los despliegues con los socios para maximizar la eficiencia y gestionan varios aspectos críticos del flujo de datos para garantizar que los datos estén disponibles y sean de la máxima calidad.
Componentes de un sistema mundial de observación de los océanos:
- Programa Argo Float
- Programa Global Drifter
- Programa de series temporales de la frontera occidental
- Planeadores de huracanes de la NOAA
- Red XBT y Programa de Barcos de la Oportunidad
- Operaciones del termosalinógrafo
- Red de Circulación Meridional del Atlántico Sur
- Extensión del noreste de PIRATA
Noticias principales
Los múltiples esfuerzos de recogida de datos sobre huracanes de la NOAA ofrecen una visión detallada de los huracanes Franklin e Idalia
7 de septiembre de 2023
Mientras los huracanes Franklin e Idalia se fortalecían a finales de agosto, los científicos de la NOAA recopilaron datos críticos desde el aire, la superficie del mar y bajo el agua para mejorar las previsiones y aumentar el conocimiento científico. En menos de dos semanas, una flota de instrumentos oceanográficos estratégicamente situados recogió datos de temperatura, salinidad y velocidad del viento en superficie, mientras que el avión Hurricane Hunter de la NOAA voló repetidamente [...].
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Métodos de observación
Somos pioneros en tecnología para detectar cambios en el océano y la atmósfera.
Instrumentos de muestreo.
Nuestros científicos utilizan una variedad de métodos y variables para sacar conclusiones sobre el estado y la historia de nuestros océanos globales. Para medir estas variables, los científicos del AOML han implementado varios tipos de instrumentos y tecnologías. Pase el ratón por encima de la foto de abajo para saber más sobre cada instrumento.
Componentes de un sistema mundial de observación de los océanos
Instrumentación no estacionaria
Planeadores de huracanes, Global Drifters y flotadores Argo
Los científicos del AOML utilizan diversos instrumentos para detectar los cambios en el océano y la atmósfera. Las plataformas móviles son ideales para recoger datos en todo el mundo. Cada tipo de instrumento tiene una contribución única al Sistema Mundial de Observación de los Océanos. Los Drifters fueron el primer componente completado del sistema, mientras que los flotadores Argo nos permiten comprender en qué medida el aumento del nivel del mar se debe al calentamiento y la expansión del océano. Nuestros planeadores de huracanes han aportado datos que mejoran enormemente las previsiones de intensidad de los huracanes. Vea a continuación los detalles sobre cómo el AOML y sus socios utilizan la instrumentación no estacionaria en sus investigaciones.
Control del clima a largo plazo
Series temporales de la frontera occidental, red de circulación meridional de desbordamiento del Atlántico y extensión noreste de PIRATA
Nuestro trabajo con las Series Temporales del Límite Oeste, la Red de Circulación Meridional del Atlántico y la Extensión Noreste de PIRATA ha proporcionado datos críticos necesarios para descubrir predictores de fenómenos meteorológicos extremos, detectar cambios en el océano y la atmósfera a lo largo del tiempo y mejorar las previsiones. Los científicos del AOML trabajan con socios de todo el mundo para mantener de forma eficiente estos sistemas de observación. Los usos interdisciplinarios de estos datos se muestran en las partes interesadas a las que proporcionamos datos: Pesquerías de la NOAA, el Servicio Meteorológico Nacional, operaciones internacionales de transporte marítimo y de carga, y otros.
Asociaciones comerciales
Red XBT, Programa de Barcos de Oportunidad, Operaciones de Termosalinografía
En un esfuerzo por fortalecer nuestras asociaciones con el sector privado y reducir el tiempo de los barcos, el AOML trabaja con una creciente red de barcos comerciales que ayudan a recoger datos desplegando instrumentación mientras están en el mar. Este programa de Barcos de la Oportunidad capitaliza la capacidad de la ciencia ciudadana proporcionando dispositivos de despliegue automático. La instrumentación desplegada a través de esta red ha contribuido significativamente al sistema global de observación de los océanos.
Presentación relámpago:
El Sistema Mundial de Observación de los Océanos Por Rick Lumpkin, Director Adjunto de Oceanografía Física
Proyecto destacado
Análisis innovador de las temperaturas profundas y abisales a partir de instrumentos anclados en el fondo
El océano desempeña un papel fundamental en la distribución del calor en el sistema climático; sin embargo, las observaciones directas de la variabilidad de la temperatura en las profundidades oceánicas son muy escasas. Un estudio reciente(Meinen et al., 2020) dirigido por científicos de NOAA/AOML demostró que un uso innovador de sensores de temperatura situados dentro de la esfera de un fondeo de ecosonda invertida equipada con presión (PIES) puede proporcionar mediciones horarias de la temperatura cercana al fondo durante largos periodos de tiempo para detectar cambios de temperatura abisal a largo plazo.
Los resultados del estudio dieron lugar a un nuevo proyecto financiado por la NOAA titulado "Análisis innovador de las temperaturas profundas y abisales a partir de instrumentos instalados en el fondo". Este proyecto analizará las observaciones de la temperatura del océano profundo recogidas por dos conjuntos existentes de boyas PIES a largo plazo (10-15+ años) que han sido mantenidas en el Atlántico Norte y Sur por la NOAA, así como las observaciones recientes e históricas recogidas por socios internacionales (por ejemplo, Campos et al., 2021).Estas observaciones ayudarán a los científicos a comprender las variaciones de la temperatura profunda y los mecanismos de forzamiento, predecir los futuros cambios de temperatura del océano profundo, y servir como punto de referencia para validar los modelos oceánicos. Los registros de temperatura profunda también servirán como conjunto de datos de referencia para interpretar las futuras variaciones de temperatura profunda a medida que se pongan en línea nuevas plataformas de observación profunda, como un conjunto Argo profundo global. Estas observaciones pueden utilizarse para cuantificar el calentamiento de los océanos profundos como nunca antes se había hecho.
Investigadores principales: Renellys C. Perez (AOML), Shenfu Dong (AOML), Matthieu Le Hénaff (CIMAS, AOML), Denis Volkov (CIMAS, AOML)
Colaboradores: Matthew Harrison (NOAA/GFDL), Christopher S. Meinen
Instrumentación no estacionaria
Programa Global Drifter
La contribución del AOML al Programa Global Drifter consiste en el Centro de Operaciones Drifter (DOC) y el Centro de Ensamblaje de Datos Drifter (DAC). El DOC gestiona los despliegues de drifters globales, utilizando barcos voluntarios (Programa de Barcos de Oportunidad), barcos de investigación y aviones. El DAC verifica que los drifters estén operativos, distribuye los datos a los servicios meteorológicos a través del GTS, ensambla, controla la calidad y hace que los datos estén disponibles en la web, y ofrece productos derivados de los drifters.
El Programa Global Drifter es el componente principal de la Red Global de Boyas a la Deriva de Superficie, una rama del Sistema Global de Observación de los Océanos de la NOAA y un proyecto científico del Panel de Cooperación de Boyas de Datos (DBCP).
Para saber más sobre el Programa Global Drifter en el AOML, visite su página de proyectos.
Mejora de las previsiones de huracanes con las observaciones del océano superior
La génesis, la trayectoria y la intensidad de los huracanes del Océano Atlántico están vinculadas a las condiciones atmosféricas y oceánicas. Durante los últimos 20 años, las mejoras de las previsiones de intensidad de los huracanes, y en particular de su rápida intensificación, han ido a la zaga de las previsiones de su trayectoria.
El objetivo de este trabajo es mejorar nuestra comprensión de los procesos de interacción aire-mar durante los eventos de vientos huracanados. Para lograr este objetivo, se implementa una red piloto de planeadores submarinos de huracanes para: Evaluar el impacto de los vientos huracanados en la estructura de densidad del océano superior, y Evaluar el impacto de los datos del perfil oceánico de los planeadores submarinos en los pronósticos operacionales de intensidad de huracanes.
Conjunto global de flotadores de perfilado de temperatura y salinidad
Argo, el conjunto global de flotadores de perfilado de temperatura/salinidad a gran escala, es uno de los principales componentes del sistema de observación de los océanos. El despliegue de los flotadores comenzó en 2000. Conceptualmente, Argo se basa en las redes térmicas del océano superior ya existentes, ampliando su cobertura espacial y temporal, su rango de profundidad y su precisión, y mejorando las mediciones con la adición de mediciones de salinidad y velocidad. El nombre Argo se ha elegido para destacar la fuerte relación complementaria del conjunto de flotadores globales con la misión del altímetro Jason.
El objetivo del programa Argo es proporcionar una descripción cuantitativa del estado evolutivo de los 2000 metros superiores del océano mediante la recogida de perfiles de temperatura y salinidad desde la superficie hasta los 2000 metros. Los datos de Argo se utilizan para la inicialización de los modelos de previsión oceánicos y acoplados (océano-atmósfera), la asimilación de datos y la prueba de modelos dinámicos. Se ha demostrado que la asimilación de los datos Argo en los modelos mejoró las previsiones meteorológicas y climáticas. Los datos de los flotadores de perfil tienen una enorme gama de aplicaciones para la educación, las operaciones y la investigación.
La Red de Predicción e Investigación en el Atlántico Tropical (PIRATA)
La red de boyas de predicción e investigación en el Atlántico tropical (PIRATA) es una red multinacional de boyas oceánicas que constituye la columna vertebral del sistema integrado de observación del Atlántico tropical. PIRATA permite recoger datos científicos para mejorar nuestro conocimiento y comprensión de la variabilidad océano-atmósfera en el Atlántico tropical, validar las observaciones por satélite y proporcionar datos para los modelos meteorológicos y oceánicos. PIRATA es un proyecto conjunto de Brasil, Francia y los Estados Unidos de América.
El Estudio de Observación de las Corrientes del Atlántico Tropical (TACOS) es un estudio piloto centrado en el avance de la comprensión de la circulación y la mezcla oceánicas y su impacto en las temperaturas de la superficie del mar y la atmósfera. Utilizando medidores acústicos de corriente aumentados en el amarre existente de la NOAA PIRATA Northeast Extension 4°N 23°W, TACOS proporciona una novedosa serie temporal de una velocidad horizontal y su cizalladura vertical en regiones con un fuerte acoplamiento océano-atmósfera en escalas de tiempo meteorológicas y climáticas.
Para saber más sobre la Extensión Noreste de PIRATA o TACOS en el AOML, visite las páginas de sus proyectos.
Serie temporal de la frontera oeste
El proyecto de series temporales Western Boundary supervisa la corriente profunda del límite occidental (DWBC) en el Océano Atlántico subtropical. Estas observaciones controlan y evalúan el rápido cambio climático utilizando mediciones de transporte y propiedades de las corrientes de Florida y del Límite Occidental. Las mediciones se obtienen mediante observaciones a bordo y con boyas.
Series temporales de transporte de la corriente de Florida y cruceros
Desde 1982, el transporte de la corriente de Florida se ha medido mediante cables telefónicos sumergidos. Las observaciones adicionales realizadas por los cruceros de investigación también han contribuido a este seguimiento a largo plazo. Esta serie temporal de varias décadas es única en su duración y nos ayuda a comprender los impactos de las fluctuaciones climáticas en el transporte oceánico y el nivel del mar a lo largo de la costa este de Estados Unidos.
Hidrografía de la corriente profunda del límite occidental
El AOML estudia la corriente profunda del límite occidental al este de Ábaco para vigilar y evaluar el rápido cambio climático. Las mediciones de las propiedades de la masa de agua y los transportes se realizan durante dos cruceros hidrográficos cada año. Una sección de transporte establecida utiliza muestras repetidas de las propiedades del agua para proporcionar un registro de alta resolución. Estas observaciones proporcionan datos sobre la velocidad directa, la salinidad y el oxígeno. Los datos son únicos porque no sólo se trata de una sección de transporte, sino de una serie temporal de casi una década de duración.
Series temporales de transporte de la corriente límite occidental profunda
Este programa, desplegado en septiembre de 2004, vigila el flujo de la Corriente Limítrofe Profunda del Oeste en tiempo casi real utilizando dispositivos de medición acústica. Los científicos han adaptado tecnología como ecosondas invertidas, manómetros de fondo y medidores de corriente profunda para realizar estas observaciones. Los datos de estas boyas sumergidas son recogidos acústicamente por buques de investigación que pasan por allí cada 6 meses y son llevados al laboratorio para ser procesados.
Circulación Meridional Inversa del Atlántico
Estos proyectos controlan e investigan la variabilidad de la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico Sur en el océano Atlántico Sur occidental utilizando boyas a bordo y boyas fijas. Para ello, se realizan mediciones de la columna de agua, la anchura de la cuenca, la velocidad meridional, la temperatura y la salinidad a lo largo de una línea de latitud en el Atlántico Sur. La vigilancia de la Circulación Meridional de Oscilación es importante para seguir los cambios climáticos, como las precipitaciones y las temperaturas del aire en superficie.
- Iniciativa sobre la Circulación Meridional del Atlántico Sur
- Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico Sudoccidental
- Altimetría de la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico Sur
- Altimetría Argo
- Informes trimestrales de Atlantic Heat Transport
- Métodos de observación de la Circulación Meridional de Vuelco y del Transporte Meridional de Calor en el Atlántico Sur
- Evaluación de la sensibilidad del transporte de calor hacia el norte/circulación meridional de vuelco del Atlántico al forzamiento en las simulaciones de modelos numéricos existentes
- Evaluación de la Circulación Meridional de Vuelco y del Transporte Meridional de Calor y su Variabilidad Meridional en el Océano Atlántico Sur
- Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico Sur: Vías y modos de variabilidad
Observaciones del Atlántico tropical para el clima y el tiempo
La Red de Predicción e Investigación en el Atlántico Tropical (PIRATA) es una red de observación gestionada por los Estados Unidos de América, Brasil y Francia cuyo objetivo es mejorar el conocimiento y la comprensión de la variabilidad climática en el Atlántico tropical mediante observaciones a bordo de buques y de boyas amarradas. PIRATA está motivada por la necesidad de mejorar las predicciones de la variabilidad climática y su impacto en los países que rodean la cuenca del Atlántico tropical.
El proyecto se inició con una serie de boyas ancladas en el fondo del mar en 1997, y comenzó a extenderse en 2005 a regiones como el Atlántico Norte Tropical, una extensión liderada por Estados Unidos. Esta región es conocida por sus fuertes variaciones climáticas que afectan a los índices de precipitación y a las tormentas. El Atlántico Tropical es un gran lugar para estudiar cómo los procesos oceánicos impulsan el clima global debido a su relación con la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), su efecto en los Monzones de África Occidental y su papel en la ventilación de la zona mínima de oxígeno relacionada con el vuelco.
Asociaciones comerciales
Red XBT
Los Batitermógrafos Extensibles (XBT) son sondas utilizadas para medir la temperatura de la columna de agua. Se despliegan cuatro veces al año a lo largo de transectos establecidos en todas las cuencas oceánicas desde una red internacional de buques de investigación y barcos voluntarios del Programa de Buques de Oportunidad (SOOP). Estas sondas operan dentro de los 850 metros superiores. El AOML mantiene 12 transectos en el Océano Atlántico junto con gobiernos y establecimientos de Argentina, Australia, Brasil, China, Francia, Alemania, Italia, Japón, Sudáfrica e Inglaterra. Las mediciones de temperatura se realizan para supervisar los cambios de las corrientes superficiales, estudiar el transporte meridional de calor y ofrecer formas de evaluar la variabilidad del contenido térmico de la parte superior del océano. Estas mediciones se recogen por medio de un fino cable dentro de la sonda que transmite los datos de temperatura al barco para su análisis. Las XBT son significativas porque proporcionan algunas de las series temporales más largas que existen, y recogen datos importantes para los modelos de previsión meteorológica y climática y las aplicaciones científicas.
Para saber más sobre la Red XBT, visite la página del proyecto.
Programa de seguimiento de buques de oportunidad
El Programa de Vigilancia de Buques de Oportunidad es un programa internacional que apoya una red de buques mercantes voluntarios y otras embarcaciones como cruceros y rompehielos que despliegan instrumentos científicos. Los Barcos de la Oportunidad realizan mediciones de datos oceanográficos, como la temperatura y la acidez, en diversas regiones del océano mundial. Para ello, registran la cantidad de plancton en una zona determinada. Los datos que se obtienen con este programa son vitales, sobre todo para las previsiones y predicciones climáticas estacionales e interanuales, el estudio de la transferencia meridional de calor y la comprensión de los efectos de la acidificación de los océanos.
Para saber más sobre el Programa de Vigilancia de Barcos de Oportunidad, lea su folleto.
Operaciones del termosalinógrafo
Las operaciones del termosalinógrafo (TSG) es otro sistema de medición que utiliza el Programa de Buques de Ocasión. Estas operaciones recogen continuamente datos sobre la temperatura y la salinidad de la superficie del mar. Las observaciones de estos sistemas se toman en diversas zonas del océano mundial. Los datos de series temporales largas se toman de los buques en navegación de la flota de la NOAA y del Programa de Buques de la Oportunidad. Se utilizan células de conductividad y termistores para tomar medidas de la conductividad y la temperatura, que juntas proporcionan medidas de la salinidad. Los datos de los termosalinógrafos han contribuido a las recopilaciones de datos mundiales durante unas dos décadas y son importantes para comprender los cambios a largo plazo del medio marino, determinar las regiones límite de las corrientes oceánicas y profundizar en nuestra comprensión del clima para mejorar las previsiones meteorológicas.
Para saber más sobre el funcionamiento del termosalinógrafo, visite su página.
Impulsamos la ciencia innovadora.
Pods de datos autónomos.
Algunos instrumentos oceánicos, como el Pressure Inverted EchoSounder (PIES), se asientan en el fondo marino y miden cómo cambian las propiedades del océano con el tiempo. Uno de los principales retos a los que se enfrenta la comunidad oceanográfica es la dificultad de mantener sistemas de medición oceánica a largo plazo en una época en la que la disponibilidad de buques de investigación es reducida. En la actualidad, los datos de la mayoría de los instrumentos anclados en el subsuelo deben recogerse a través de buques de investigación. Sin embargo, el tiempo en el barco es caro y puede ser difícil de obtener.
Para resolver este problema, los ingenieros del AOML desarrollaron un sistema de vainas de datos que es capaz de descargar periódicamente los datos del PIES, transferirlos a una vaina y liberar la vaina para que flote en la superficie del océano, donde los datos se transmiten a la costa utilizando satélites. El primer sistema de vaina de datos operativo se desplegó en marzo de 2020 en el Atlántico Norte oriental, para supervisar los cambios a largo plazo en la circulación meridional de retorno del océano.
Logros clave
OceanObs'19 se celebró en Honolulu, HI, con el objetivo de mejorar la gobernanza del Sistema Mundial de Observación de los Océanos mediante la mejora de la promoción, la financiación y la alineación con las mejores prácticas.
Septiembre de 2019
Un flotador Argo recoge el perfil número dos millones de calor y salinidad del océano.
Diciembre de 2018
Despliegue del 25.000º PIB a la deriva, desde un velero de The Ocean Race (antes Volvo Ocean Race).
Mayo de 2018
Un flotador Argo recoge el millonésimo perfil de calor y salinidad del océano.
Noviembre de 2012
OceanObs'09 celebrado en Venecia (Italia); visión comunitaria expresada para el Sistema Mundial de Observación de los Océanos.
Septiembre de 2009
El conjunto de flotadores Argo se ha completado con el despliegue del flotador nº 3000.
Noviembre de 2007
Ampliación del conjunto PIRATA en la principal región de desarrollo de los huracanes tropicales del Atlántico.
Junio de 2006
El Programa Global Drifter se convierte en el primer componente completado del Sistema Global de Observación de los Océanos con el despliegue del drifter #1250.
Septiembre de 2005
OceanObs'99 celebrado en St. Raphael, Francia; inicio del programa de flotadores Argo.
Octubre de 1999
Despliegue de los primeros 12 amarres de PIRATA.
1997
Mediciones diarias de transporte de la corriente de Florida iniciadas.
1982
El primer despliegue de traineras en un esfuerzo que se convertirá en el Programa Global de Traineras.
1979
Desarrollo del primer batimógrafo desechable (XBT).
Principios de la década de 1960