Categoría: Artículos científicos (Resumen y PDF)

Factores naturales y antropogénicos de la acidificación en los grandes estuarios

Conductores naturales y antropogénicos de la acidificación en los grandes estuarios Wei-Jun Cai, Richard A. Feely, Jeremy M. Testa, Ming Li, Wiley Evans, Simone R. Alin, Yuan-Yuan Xu, Greg Pelletier, Anise Ahmed, Dana J. Greeley, Jan A. Newton, Nina Bednaršek Annual Review of Marine Science 2021 13:1

La captación oceánica de dióxido de carbono (CO2) antropogénico de la atmósfera ha cambiado la biogeoquímica de los océanos y ha amenazado la salud de los organismos a través de un proceso conocido como acidificación oceánica (OA). Esos cambios en gran escala afectan a las funciones de los ecosistemas y pueden tener efectos en los usos sociales, los recursos pesqueros y las economías. En muchos grandes estuarios, la acidificación antropogénica inducida por el CO2 se ve potenciada por una fuerte estratificación, largos tiempos de residencia en el agua, eutrofización y una débil capacidad de amortiguación ácido-base. En este artículo, revisamos cómo una variedad de procesos influyen en las propiedades ácido-base acuáticas en las aguas de los estuarios, incluyendo la mezcla río-océano, el afloramiento, el intercambio de gases aire-agua, la producción biológica y la subsiguiente respiración, la respiración anaeróbica, la disolución del carbonato de calcio (CaCO3), y los aportes bentónicos...

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Enfriamiento turbulento vertical de la capa mixta en las regiones atlánticas ITCZ y Trade Wind

Foltz, G. R., Hummels, R., Dengler, M., Perez, R. C., & de Araujo, M. (2020). Enfriamiento turbulento vertical de la capa mixta en las regiones atlánticas ITCZ y de vientos alisios. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, e2019JC015529. https://doi.org/10.1029/2019JC015529

Resumen:
Se evalúan las causas del ciclo estacional del enfriamiento turbulento vertical en la base de la capa mixta utilizando observaciones de boyas amarradas en las regiones de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) del Atlántico tropical (4N, 23W) y de los vientos alisios (15N, 38W) junto con parametrizaciones de mezcla y un modelo unidimensional. En 4N, las tasas de enfriamiento turbulento parametrizadas durante 2017-2018 y 2019 coinciden con las estimaciones indirectas del presupuesto de calor residual de los fondeos climatológicos: ambos muestran un enfriamiento medio de 25-30W/m^2 durante noviembre-julio, cuando los vientos son más débiles y la capa mixta es más fina, y de 0-10W/m^2 durante agosto-octubre. La mezcla durante noviembre-julio está impulsada por la variabilidad en múltiples escalas de tiempo, incluyendo la subdiurna, la casi inercial y la intraestacional...

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Avances en la aplicación de los vagones de superficie

Lumpkin, R., Özgökmen, T., & Centurioni, L. (2017). Avances en la aplicación de los vagones de superficie. Annual Review of Marine Science, 9, 59-81.

Resumen:

Las boyas de superficie a la deriva, o derivadoras, se utilizan en la investigación oceanográfica y climática, el rastreo de derrames de petróleo, el pronóstico del tiempo, las operaciones de búsqueda y rescate, la calibración y validación de las velocidades de los radares de alta frecuencia y de los altímetros, el rastreo de icebergs y el apoyo a las operaciones de perforación en alta mar. En esta reseña, presentamos una breve historia de los vagabundos, desde el mensaje en una botella hasta los últimos vagabundos multisensoriales rastreados por satélite. Discutimos los diferentes tipos de vagabundos que se utilizan actualmente para la investigación y las operaciones, así como los diseños de vagabundos en desarrollo. Concluimos con una discusión de las diversas propiedades que pueden observarse con los vagabundos, con gran énfasis en un proceso crítico que no puede ser observado adecuadamente por ningún otro instrumento: la dispersión en la parte superior del océano, impulsada por la turbulencia a escalas que van desde las olas a través de la submesa hasta los remolinos geotróficos a gran escala.

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Procesos de precipitación y alineación de vórtices durante la intensificación de un débil ciclón tropical en una cizalla vertical moderada

Rogers, R. F., Reasor, P. D., Zawislak, J. A., & Nguyen, L. T. (2020). Precipitation Processes and Vortex Alignment during the Intensification of a Weak Tropical Cyclone in Moderate Vertical Shear. Monthly Weather Review, (2020).

Resumen:

Los mecanismos que subyacen al desarrollo de un vórtice profundo y alineado, y el papel de la convección y la cizalla vertical en este proceso, se exploran mediante el examen de las observaciones del radar Doppler aerotransportado y de la sonda de capa profunda de la intensificación del huracán Hermine (2016), una depresión tropical de larga duración que se intensificó hasta alcanzar la fuerza de un huracán en presencia de una moderada cizalla vertical del viento. Durante la intensificación de Hermine, la circulación de bajo nivel pareció desplazarse hacia lugares de convección profunda que se produjeron principalmente por la cizalla. Hermine comenzó a intensificarse de manera constante una vez que un vórtice compacto de bajo nivel se desarrolló dentro de una región de convección profunda en estrecha proximidad a una circulación de nivel medio, causando que la vorticidad se amplificara en la troposfera inferior principalmente a través del estiramiento y la inclinación de la convección profunda...

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El Sistema de Asimilación de Datos del Conjunto de Huracanes del HWRF (HEDAS) para datos de alta resolución: El impacto de las observaciones por radar Doppler aerotransportado en un OSSE

Aksoy, A., S. Lorsolo, T. Vukicevic, K.J. Sellwood, S.D. Aberson, y F. Zhang, 2012: El Sistema de Asimilación de Datos del Conjunto de Huracanes del HWRF (HEDAS) para Datos de Alta Resolución: El Impacto de las Observaciones del Radar Doppler Aéreo en un OSSE. Lun. Wea. Rev., 140, 1843-1862, https://doi.org/10.1175/MWR-D-11-00212.1

Resumen:

En el marco del Organismo Nacional para el Estudio de los Océanos y la Atmósfera, la División de Investigación de Huracanes del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico ha desarrollado el Sistema de Asimilación de Datos del Conjunto de Investigación y Previsión Meteorológica de Huracanes (HWRF) para asimilar las observaciones del núcleo interno de los huracanes para la inicialización de los vórtices de alta resolución. HEDAS se basa en una implementación en serie del filtro Kalman de conjunto de raíces cuadradas. El HWRF está configurado con un espaciamiento de cuadrícula horizontal de 9/3 km en los dominios exterior e interior. En este estudio preliminar, se simulan las observaciones del viento radial del radar Doppler aerotransportado a partir de una versión de mayor resolución (4,5/1,5 km) del mismo modelo con otras modificaciones que dieron lugar a un apreciable error de modelo. Una simulación de 24 horas del huracán Paloma se inició a las 12.00 horas del 7 de noviembre de 2008 y produjo un vórtice de huracán realista de categoría 2. El impacto de la asimilación de las observaciones del viento Doppler se evalúa tanto en el espacio de observación como en el espacio del modelo. Se observa que, si bien la asimilación de las observaciones del viento Doppler da lugar a mejoras significativas en la estructura general del vórtice, persiste un sesgo general en las estadísticas de error promedio debido a la subestimación de la intensidad general. También es evidente una deficiencia general en la dispersión del conjunto. Si bien la inflación/relajación de covarianza y el adelgazamiento de la observación dan como resultado una mejor dispersión del conjunto, esto no se traduce en mejoras en las estadísticas de error general. Estos resultados sugieren claramente la necesidad de incluir en el conjunto una representación del crecimiento del error previsto de otras fuentes, como el error del modelo.

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Predicción de los efectos del cambio climático en el hábitat de desove del atún rojo (Thunnus thynnus) en el Golfo de México

Muhling, B. A., S.-K. Lee, J. T. Lamkin y Y. Liu, 2011. Predicción de los efectos del cambio climático en el hábitat de desove del atún rojo (Thunnus thynnus) en el Golfo de México. ICES Journal of Marine Science, doi:10.1093/icesjms/fsr008

Resumen:

El atún rojo del Atlántico (BFT) es una especie altamente migratoria que se alimenta en aguas frías del Atlántico Norte, pero migra a los mares tropicales para desovar. Las simulaciones de modelos climáticos mundiales forzadas por el futuro proyecto de calentamiento del efecto invernadero indican que las temperaturas de la parte superior del océano en la principal zona de desove del Atlántico occidental, el Golfo de México, aumentarán sustancialmente, lo que podría alterar la extensión temporal y espacial de la actividad de desove del atún de aleta azul. En este estudio, un conjunto de 20 simulaciones de modelos climáticos utilizados en el cuarto informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC-AR4) predijo los cambios de temperatura media...

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Distribución azimutal de la convección profunda, factores ambientales y la rápida intensificación de los ciclones tropicales: Una perspectiva del conjunto de pronósticos del HWRF sobre el huracán Edouard (2014)

Leighton, H., Gopalakrishnan, S., Zhang, J. A., Rogers, R. F., Zhang, Z., & Tallapragada, V. (2018). Distribución azimutal de la convección profunda, factores ambientales y la rápida intensificación de los ciclones tropicales: Una perspectiva de los pronósticos del conjunto del HWRF sobre el huracán Edouard (2014). Journal of the Atmospheric Sciences, 75(1), 275-295.

Resumen: Se analizan las previsiones del sistema de predicción de conjuntos basado en la Investigación y Previsión del Tiempo de Huracanes (HWRF) para el huracán Edouard (2014), con el fin de estudiar las diferencias en la estructura del núcleo interno del ciclón tropical y en el entorno a gran escala entre los miembros de los conjuntos de rápida intensificación (RI) y los que no lo son (NI). Un análisis de la estructura del núcleo interno revela que a medida que la convección profunda se envuelve desde el lado inferior de la tormenta hasta el cuadrante superior izquierdo para los miembros RI, la inclinación del vórtice y la asimetría se reducen rápidamente, y se produce una rápida intensificación...

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Reescribir la climatología de la atmósfera del Atlántico Norte Tropical y del Mar Caribe

Dunion, J.P., 2011: Reescribiendo la climatología de la atmósfera tropical del Atlántico Norte y el Mar Caribe. J. Climate, 24(3), 893-908, doi:10.1175/2010JCLI3496.1

Resumen: El sondeo tropical medio de Jordania ha proporcionado una referencia para representar la climatología de la atmósfera tropical del Atlántico Norte y del Mar Caribe durante más de 50 años. Sin embargo, observaciones y estudios recientes han sugerido que durante los meses de la temporada de huracanes del Atlántico Norte, esta región del mundo se ve afectada por múltiples masas de aire con características termodinámicas y cinemáticas muy distintas. Este estudio examinó ;6000 observaciones de rawinsonde de la región del Mar Caribe tomadas durante los meses centrales (julio-octubre) de las temporadas de huracanes 1995-2002. Se encontró que los sondeos de media simple creados a partir de este nuevo conjunto de datos eran muy similares al trabajo de sondeo de C. L. Jordan de 1958. Sin embargo, las imágenes satelitales multiespectrales recientemente desarrolladas que pueden rastrear masas de aire seco de nivel bajo a medio indicaron que el conjunto de datos de la temporada de huracanes 1995-2002 (y probablemente el conjunto de datos de Jordan también) estaba dominado por tres masas de aire distintas: tropical húmedo (MT), capa de aire sahariano (SAL), e intrusiones de aire seco de latitud media (MLDAI). Los resultados sugieren que cada sondeo está asociado con una termodinámica, cinemática, estabilidad y presión media al nivel del mar únicas...
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El impacto de la capa de aire del Sahara en la actividad ciclónica tropical del Atlántico

Dunion, J. P., & Velden, C. S. (2004). The impact of the Saharan air layer on Atlantic tropical cyclone activity. Boletín de la Sociedad Meteorológica Americana, 85(3), 353-366.

Resumen: Una capa adiabática profunda y bien mezclada se forma sobre el desierto del Sahara y las regiones de esquisto del norte de África durante el final de la primavera, el verano y el principio del otoño. A medida que esta masa de aire avanza hacia el oeste y emerge de la costa noroccidental africana, es socavada por aire frío y húmedo de bajo nivel y se convierte en la capa de aire sahariano (SAL). La SAL contiene aire muy seco y mucho polvo mineral levantado de la superficie árida del desierto del norte de África, y suele estar asociada a un chorro de levante de nivel medio. En la base de la SAL se produce una inversión de temperatura en la que el aire sahariano, muy cálido, se superpone al aire relativamente más frío de la superficie del océano. Las imágenes infrarrojas multiespectrales del Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario (GOES), recientemente desarrolladas, detectan el polvo arrastrado por el SAL y el aire seco a medida que se desplaza hacia el oeste sobre el Atlántico tropical. Estas imágenes revelan que cuando el SAL envuelve ondas tropicales, perturbaciones tropicales o ciclones tropicales (TC) preexistentes, su aire seco, la inversión de temperatura...
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Impacto de la asimilación de los datos de los planeadores submarinos en el huracán Gonzalo (2014) Pronóstico

Dong, J.,R. Domingues, G. Goni, G. Halliwell, H.-S. Kim, S.-K. Lee, M. Mehari, F. Bringas, J. Morell, y L. Pomales, 2017: Impacto de la asimilación de los datos de los planeadores submarinos en el pronóstico del huracán Gonzalo (2014). /Weather and Forecting/, 32(3):1143-1159*, *(doi:10.1175/WAF-D-16-0182.1).

Resumen: La inicialización de las condiciones oceánicas es esencial para los pronósticos de ciclones tropicales acoplados (TC). Este estudio investiga el impacto de la asimilación de las observaciones oceánicas, en particular de los datos de los planeadores submarinos, en las previsiones de TC acoplados de alta resolución. Utilizando el sistema acoplado de investigación y previsión meteorológica de huracanes (HWRF) - Modelo Híbrido de Coordenadas Oceánicas (HYCOM), se realizan experimentos numéricos asimilando las observaciones de los planeadores submarinos solos y con otras observaciones oceánicas estándar para la previsión del huracán Gonzalo (2014). Las observaciones con planeador pueden proporcionar información valiosa sobre la estructura térmica y salina del océano bajo la superficie, incluso con su limitada cobertura espacial a lo largo de la trayectoria de la tormenta y la cantidad relativamente pequeña de datos asimilados...

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