Mapas de flujo deCO2 aire-mar
DESPLÁCESE PARA SABER MÁS
Creación de mapas de flujo - Enfoque
El principal objetivo del Programa del Ciclo Global del Carbono (GCCP) de la NOAA es cuantificar las fuentes y sumideros de dióxido de carbono. Una forma de hacerlo es determinar el flujo de CO2 a través de la interfaz aire-mar. El flujo de CO2 aire-mar se define como el producto de la diferencia de presión parcial de CO2 a través de la interfase aire-mar y una cantidad denominada velocidad de transferencia de gases que suele estar relacionada con la velocidad del viento. Así, el flujo de CO 2 aire-mar se define como:
FCO2 = k ∆pCO2
Donde ∆pCO2 es el gradiente de presión parcial entre la superficie del océano y el aire.
El ∆pCO2 se mide como parte de nuestro programa en buques de investigación y buques de observación voluntaria (VOS). El reto consiste en traducir estas observaciones de ∆pCO2, a lo largo de una línea de crucero en un momento determinado, a un mapa de flujos que abarque una región.
Nuestro enfoque consiste en relacionar la presión parcial de CO2 en el agua superficial, pCO2sw, con factores que la controlan y que se miden con mayor frecuencia que nuestras mediciones de pCO2sw. A continuación, creamos algoritmos entre la pCO2sw y estos parámetros. Se crean campos de los parámetros y a partir de los algoritmos creamos los campos regionales de pCO2sw. Estos campos se combinan con las velocidades de transferencia de gas para crear los campos de flujo. Las velocidades de transferencia de gas se determinan a partir de relaciones de transferencia de gas con el viento y los vientos regionales se determinan a partir de observaciones por satélite.
La primera elección de parámetros para extrapolar las observaciones de pCO2sw son los que pueden observarse desde el espacio de forma sinóptica mediante teledetección, como la temperatura y el color de la superficie del mar. Otros parámetros que pueden obtenerse a alta resolución son los que se miden desde VOS y flotadores. En la siguiente figura se muestra un esquema de los pasos necesarios.
El trabajo se financia mediante una subvención "Ocean Carbon Watch: Improving Air-Sea CO2 Flux Estimates Through Remote Sensing" a Rik Wanninkhof, AOML; Richard Feely, PMEL; y Kent Hughes, NESDIS (National Environmental Satellite Data, and Information Service of NOAA) con como colaboradores Joaquín Trinanes del CIMAS y Are Olsen de la Universidad de Bergen. El objetivo inicial es utilizar los datos de la línea VOS para crear algoritmos de flujo en el Atlántico Norte y el Pacífico Norte. Tenemos previsto trabajar con colegas internacionales para llevar a cabo esta tarea.
Esquema de los pasos necesarios para crear mapas de flujo. A partir de los datos de los buques y de los datos de los satélites colocalizados se crean algoritmos. Estos algoritmos se aplican a campos regionales de parámetros obtenidos por teledetección, como la temperatura de la superficie del mar (SSI) y el color. A partir de las relaciones entre la velocidad del viento y el intercambio de gases se determinan las velocidades de transferencia de gases. A continuación, se utilizan las velocidades de transferencia de gases y los campos de A pCO2 para determinar los flujos regionales.
Explorer of the Seas - Prueba de concepto
El proyecto Explorer of the Seas es un lugar excelente para estudiar la viabilidad de la creación de mapas de flujo mediante teledetección debido a la alta densidad de mediciones in situ y datos de teledetección de alta calidad en la región. Los trayectos del crucero se repiten cada dos semanas alternando un trayecto oriental de Miami a St. Maartin (Figura 1) y un trayecto occidental entre Miami y México (Figura 2). Los datos semanales se publican en: http://www.aoml.noaa.gov/ocd/gcc/explorer_introduction.php.
Los detalles de la producción de los mapas de flujo para 2002 pueden encontrarse en Olsen et al. 2004,[Olsen, A., J. Triñanes, y R. Wanninkhof, Sea-air flux of CO2 in the Caribbean Sea estimated using in situ and remote sensing data, Remote Sensing of Environment , 89 , 309-325, 2004]. Olsen y colaboradores determinaron que la pCO2sw del agua superficial en esta región podía predecirse bien a partir de una relación con la TSM y la ubicación de la forma:
n = 40204; rms = 5,7 uatm; Corr = 0,87
Triñanes ajustó los datos de 2003 y 2004 con una relación similar:
Para 2003: pCO2sw = 10,451 * TSM + 0,3629 * lat - 0,5144 * lon + 36,5203
n= 60373; rms = 5,9 ; Corr = 0,92
donde n es el número de puntos de datos de pCO2sw utilizados para el ajuste, rms es la desviación cuadrática media y Corr es el coeficiente de correlación. Las dos relaciones son muy similares, salvo que la segunda da valores de pCO2sw unos 4 uatm más altos que la primera. Más de la mitad de este cambio puede atribuirse al aumento de los niveles de pCO2 en la superficie del océano tras el aumento atmosférico.
Para 2004: pCO2sw = 10,64 * TSM + 0,9745 * lat - 0,3687 * lon + 30,68
n = 86695; rms = 7 uatm; Corr = 0,85
Estas relaciones se utilizan para crear mapas de flujo semanales para la región de 15° a 30° N y de 60° a 90° O (largo es negativo).
Mapas fCO2w del Mar Caribe - 2003
Mar Caribe fCO2w - Enero - Marzo, 2003
Mar Caribe fCO2w - Abril - Junio, 2003
Mar Caribe fCO2w - Julio - Septiembre, 2003
Mar Caribe fCO2w - Octubre - Diciembre, 2003
Mapas fCO2w del Mar Caribe - 2004
Mar Caribe fCO2w - Enero - Marzo, 2004
Mar Caribe fCO2w - Abril - Junio, 2004
Mar Caribe fCO2w - Julio - Septiembre, 2004
Mar Caribe fCO2w - Octubre - Diciembre, 2004
Mapas del flujo deCO2 en el Mar Caribe - 2003
Mar CaribeCO2 - Enero - Marzo, 2003
Mar CaribeCO2 - Abril - Junio, 2003
Mar CaribeCO2 - Julio - Septiembre, 2003
Mar CaribeCO2 - Octubre - Diciembre, 2003
Mapas de flujo deCO2 del Mar Caribe - 2004
Mar CaribeCO2 - Enero - Marzo, 2004
Mar CaribeCO2 - Abril - Junio, 2004
Mar CaribeCO2 - Julio - Septiembre, 2004
Mar CaribeCO2 - Octubre - Diciembre, 2004
John T. Morris, Ian C. Enochs, et al.
El hábitat de los arrecifes de coral se crea cuando la producción de carbonato cálcico por los calcificadores supera la eliminación por erosión física y biológica. Los estudios sobre el balance de carbonatos permiten cuantificar las acciones que alteran el marco de diversos conjuntos de especies marinas para determinar la producción neta de carbonatos, una métrica única que engloba la persistencia del hábitat arrecifal. En este estudio, se calcularon los presupuestos de carbonato en 723 lugares del Florida Reef Tract (FRT) utilizando datos demográficos sobre la cubierta bentónica y los peces loro del Programa Nacional de Vigilancia de Arrecifes de Coral de la NOAA, así como topobatimetría LiDAR de alta resolución. Los resultados ponen de relieve el estado erosivo de la mayoría de los lugares de estudio, con una tendencia hacia un hábitat más vulnerable en el norte del FRT, especialmente en la región del sureste de Florida (- 0,51 kg CaCO3m-2 año-1), muy próxima a centros urbanos. La comparación detallada de los tipos de arrecifes revela que los arrecifes del canal medio de los Cayos de Florida tienen la mayor producción neta de carbonato (0,84 kg CaCO3 m-2 año-1) e indica que estos arrecifes pueden ser los que se resistan al desarrollo de arrecifes en toda la región. Este estudio informa de que los arrecifes de Florida, concretamente su estructura física, se encuentran en un estado de erosión neta. A medida que estos arrecifes pierdan estructura, disminuirán los servicios ecosistémicos que proporcionan, lo que significa la importancia de aumentar la protección y los esfuerzos de gestión para contrarrestar estas tendencias.