Serie temporal de la frontera oeste
Seguimiento de las corrientes limítrofes occidentales en el Atlántico subtropical
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Lo que hacemos
El proyecto Western Boundary Time Series (WBTS) lleva a cabo un esfuerzo de seguimiento sostenido del transporte de volumen y de las propiedades del agua de mar de las corrientes fronterizas occidentales en el Atlántico Norte subtropical: la corriente de Florida, que fluye hacia el norte y forma parte de la Corriente del Golfo a su paso por el Estrecho de Florida, desde los Cayos de Florida más meridionales hasta las Islas Bahamas más septentrionales; y la corriente de las Antillas, que fluye hacia el norte y la corriente profunda del límite occidental, que fluye hacia el sur y que se encuentran al este de las Bahamas.
El proyecto WBTS consta de dos componentes:
1. Mediciones del transporte de volumen de la Corriente de Florida a unos 27ºN con un cable telefónico submarino complementado con cruceros de calibración regulares (14-16 veces al año) que también observan los cambios en las propiedades del agua de mar;
2. Mediciones de las propiedades del agua del mar y de los flujos meridionales a lo largo del transecto de 26,5ºN al este de las Islas Bahamas con estudios hidrográficos regulares (aproximadamente cada 9 meses) y un conjunto de amarres.
Objetivos del proyecto de Series Temporales de la Frontera Occidental:
- Vigilar el volumen de transporte de la corriente de Florida.
- Observar los cambios en las propiedades de la masa de agua en el Estrecho de Florida.
- Vigilar la corriente de las Antillas cerca de la superficie y la corriente profunda del límite occidental, así como las propiedades de la masa de agua asociadas.
- Servir como punto final del límite occidental de un sistema de seguimiento de la circulación meridional de vuelco/transporte de calor subtropical en torno a 26,5ºN establecido en 2004 en colaboración con la Universidad de Miami y el Centro Oceanográfico Nacional (Reino Unido).
Molly Baringer
Investigador principal
Ulises Rivero
Operaciones de campo y apoyo de ingeniería
Denis Volkov
Investigador principal
Pedro Peña
Operaciones de campo y apoyo de ingeniería
Ryan Smith
Director de proyectos
Grant Rawson
Operaciones de campo y apoyo de ingeniería
Jay Hooper
Gestión de datos
Andrew Stefanick
Operaciones de campo y apoyo de ingeniería
Noticias principales
Investigadores del AOML vigilan importantes corrientes limítrofes en el Atlántico Norte mediante mediciones directas en el mar
6 de julio de 2021
Los investigadores de la División de Oceanografía Física del AOML realizan periódicamente prospecciones hidrográficas para vigilar el sistema de corrientes fronterizas occidentales en el Océano Atlántico Norte subtropical. Estos cruceros forman parte del proyecto de larga duración Western Boundary Time Series (WBTS) del laboratorio y están diseñados para vigilar tanto la corriente de Florida, al este de Florida en el Estrecho de Florida, como la corriente de frontera occidental profunda del Atlántico Norte al este de las Bahamas en el Océano Atlántico Norte. Estas corrientes fronterizas occidentales son partes importantes de la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC).
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Repercusiones de la investigación y conclusiones principales
El AOML ha dirigido más de 90 cruceros hidrográficos del WBTS, en los que se han medido las propiedades de la masa de agua y el transporte, a través del área de enfoque del proyecto, que incluye el Estrecho de Florida, el Canal de Providencia del Noroeste y a lo largo de 26,5N al este de la isla de Ábaco. Las mediciones hidrográficas al este de Abaco revelan cambios decenales en las propiedades del agua de mar dentro de la corriente profunda del límite occidental.
En el Estrecho de Florida a 27N, el AOML ha realizado más de 14.000 estimaciones diarias del transporte de la Corriente de Florida desde 1982, ha dirigido más de 252 cruceros con sonda desde 1991, más de 110 cruceros con XBT desde 1998 y más de 77 cruceros con CTD/ADCP a bordo del R/V Walton Smith desde 2001. Con un conjunto de seis ecosondas de presión invertida (PIES) al este de la isla de Ábaco, el AOML ha recogido unos 6.000 valores diarios de presión de fondo y tiempo de viaje desde 2004.
Antecedentes
La Circulación Meridional de Vuelco
Los modelos climáticos han demostrado que las variaciones del transporte de laCirculación Meridionalde Vuelco (M OC) en el Océano Atlántico tienen un impacto significativo en el clima tanto a nivel regional como global. En el Atlántico Norte subtropical, la MOC está formada principalmente por dos componentes del límite occidental: la corriente del Golfo/Florida, que fluye hacia el norte, y la corriente del límite occidental profundo, que fluye hacia el sur.
La importancia de las corrientes fronterizas occidentales
Las corrientes limítrofes occidentales son algunas de las corrientes oceánicas más fuertes del mundo, y llevan consigo grandes cantidades de calor, agua dulce, nutrientes y otras sustancias químicas que alteran el tiempo, el clima, el nivel del mar y el ecosistema marino a nivel global y regional. El proyecto WBTS responde a la misión de la NOAA de observar, comprender y predecir los cambios en el clima, el tiempo, los océanos y las costas mediante la realización de mediciones de series temporales sostenidas de las corrientes fronterizas occidentales en el Atlántico Norte subtropical.
¿Qué es el Proyecto de Series Temporales de la Frontera Occidental?
El proyecto WBTS monitoriza continuamente dos importantes componentes de la circulación termohalina en el Atlántico Norte subtropical con el objetivo final de determinar el estado de la circulación de vuelco y proporcionar un sistema de monitorización del cambio climático rápido. Se trata de la corriente de Florida, que fluye hacia el norte, y de la corriente profunda del límite occidental, que fluye hacia el sur: ambos son componentes clave de la circulación meridional de vuelco (MOC) en el Atlántico Norte subtropical. A lo largo de los últimos 30 años, el programa ha trabajado para medir tanto las extremidades superiores cálidas como las inferiores frías de la MOC cerca del límite occidental del Océano Atlántico a 27°N y es la serie temporal más larga del flujo que compone la MOC disponible a nivel mundial.
Historia del proyecto WBTS
Las primeras observaciones del transporte total de la Corriente de Florida en el norte del Estrecho de Florida se realizaron con mediciones con sonda entre 1964 y 1974. El uso del cable telefónico submarino para las estimaciones del transporte de la corriente de Florida se remonta a 1975-1979.
En la era moderna (2000-actualidad) las mediciones por cable y los estudios hidrográficos en el Estrecho de Florida y al este de Ábaco forman ahora parte del programa de Series Temporales del Límite Occidental de la NOAA.
Consulte la cronología del proyecto Western Boundary Time Series.
El proyecto de series temporales de la frontera occidental
Metodología
Los científicos del AOML utilizan un cable telefónico submarino desmantelado, junto con cruceros de calibración, estudios hidrográficos de toda la columna de agua y observaciones ancladas para vigilar las corrientes del límite occidental del Atlántico y las propiedades del agua de mar.
Se realizan cruceros hidrográficos aproximadamente cada 9 meses a través de la zona de la Corriente Límite Occidental Profunda (DWBC) al este de la isla de Ábaco para medir las propiedades de la masa de agua y los transportes. También se realizan muestreos de trazadores, como los de clorofluorocarbono (CFC) y dióxido de carbono (CO2), en muchas secciones.
Los repetidos muestreos hidrográficos y de trazadores en Ábaco han establecido un registro de alta resolución de las propiedades de la masa de agua en la Corriente Limítrofe Occidental Profunda a 26N. Este conjunto de datos es único porque se trata de una sección de transporte de un solo sitio de series temporales, de las cuales hay muy pocas disponibles en el océano que se acerquen a una década de duración.
Instrumentos de muestreo
Cables telefónicos sumergidos
Los transportes de la corriente de Florida se recogen midiendo la diferencia de tensión a través del estrecho de Florida mediante cables telefónicos submarinos sumergidos. Desde 1982, las mediciones de los cables proporcionan series temporales diarias de transporte. Cuando los iones del agua de mar son arrastrados por las corrientes oceánicas a través del campo magnético de la Tierra, se produce un campo eléctrico perpendicular a la dirección del movimiento del agua. Los cables submarinos permiten medir estas tensiones "inducidas por el movimiento" en el océano. A partir de las tensiones inducidas en los cables, se pueden estimar los transportes de toda la columna de agua a través del cable.
Ecosondas invertidas (IES)
Una ecosonda invertida (IES) mide la velocidad media del sonido en la columna de agua enviando una serie de 24 pulsos de sonido de 10kHz o 12kHz cada hora. La IES registra el tiempo que transcurre entre el envío de cada pulso y el momento en que se escucha el regreso del pulso a la IES. El tiempo de viaje, combinado con otras mediciones oceánicas, estima los perfiles de temperatura, salinidad y densidad de toda la columna de agua. La IES puede estar equipada además con manómetros de fondo (PIES) y medidores de corriente profunda (C-IES). Los datos de estos instrumentos son descargados acústicamente por un buque de investigación que pasa por allí cada 6 meses aproximadamente, sin necesidad de recuperar los instrumentos.
CTD/ LADCP
CTD son las siglas de conductividad, temperatura y profundidad, y se refiere a un paquete de instrumentos electrónicos que miden estas propiedades. La función principal de un dispositivo CTD es detectar cómo cambian la conductividad y la temperatura de la columna de agua en función de la profundidad. Los perfiladores acústicos de corrientes Doppler rebajados (LADCP) miden las corrientes de agua con sonido, utilizando un principio de las ondas sonoras llamado efecto Doppler. Los científicos utilizan este instrumento para medir la velocidad a la que se mueve el agua en toda la columna de agua.
Cruceros hidrográficos
Los cruceros se utilizan para supervisar los dos componentes de las corrientes fronterizas occidentales en el Atlántico subtropical: la corriente de Florida y la corriente fronteriza occidental profunda. Aproximadamente cada 9 meses, se realiza un crucero hidrográfico al este de la isla de Ábaco para medir las propiedades de la masa de agua y los transportes de las corrientes de las Antillas y de la frontera occidental profunda. Los repetidos muestreos hidrográficos y de trazadores en Ábaco han establecido un registro de alta resolución de las propiedades de la masa de agua en la Corriente Limítrofe Occidental Profunda a 26N.
La corriente de Florida
Series temporales de transporte y cruceros
La corriente de Florida es una fuerte corriente oceánica que fluye hacia el norte a lo largo de la costa oriental de Florida transportando aguas tropicales cálidas que acaban alimentando la corriente del Golfo. Los transportes de la Corriente de Florida se recogen de dos maneras: midiendo la diferencia de tensión a través del Estrecho de Florida mediante cables telefónicos submarinos sumergidos; y a través de cruceros de pequeñas embarcaciones con sonda/XBT y cruceros de buques de investigación LADCP/CTD. Las mediciones de los cables proporcionan transportes diarios, que se han medido casi continuamente desde 1982.
Las secciones proporcionan tanto información de calibración para las estimaciones de transporte del cable submarino como observaciones de los cambios en las propiedades del agua dentro de la Corriente de Florida a lo largo del tiempo. Teniendo en cuenta la limitación específica de la plataforma, el transporte de volumen de la Corriente de Florida también puede inferirse a partir de las diferencias de nivel del mar a través de la corriente, medidas por los registradores de presión del fondo desplegados cerca de Florida y la isla de Gran Bahama y por los satélites de altimetría que cruzan el Estrecho de Florida aproximadamente cada 10 días.
Corriente profunda del límite occidental
Series temporales de transporte
Una vigilancia casi continua de la corriente profunda del límite occidental utiliza seis ecosondas de presión invertida (PIES) que proporcionan mediciones horarias de la presión del fondo y del tiempo de viaje acústico entre el instrumento anclado y la superficie del mar. Los datos de estos instrumentos son descargados acústicamente por un buque de investigación que pasa por el lugar cada 9 meses aproximadamente, sin necesidad de recuperar los instrumentos. A continuación, los datos se llevan al laboratorio para su procesamiento. Se ha demostrado que la combinación de las mediciones del PIES con los datos hidrográficos históricos puede reproducir el transporte de una valla más tradicional de amarres de medidores de corriente con la precisión del conjunto de medidores de corriente(Meinen et al., 2004). La imagen de la derecha muestra la ubicación de las ecosondas invertidas.
Hidrografía
Desde 1984, los repetidos muestreos hidrográficos y de trazadores en Ábaco han establecido un registro de alta resolución de las propiedades de la masa de agua en la Corriente Limítrofe Occidental Profunda a 26N. Se ha realizado aproximadamente un crucero hidrográfico al este de la isla de Ábaco cada nueve meses. Acontecimientos como el intenso período de convección en el Mar del Labrador y la renovación del agua clásica del Mar del Labrador en la década de 1980 se reflejan claramente en el enfriamiento y el refrescamiento de las aguas de la Corriente Limítrofe Occidental Profunda frente a Ábaco, y la llegada de un fuerte pulso de clorofluorocarbono aproximadamente 10 años después. Este conjunto de datos es único en el sentido de que no se trata de una única serie temporal, sino de una sección de transporte, de la que se dispone de muy pocas en el océano que se acerquen a una década de duración. La imagen de la izquierda muestra las estaciones visitadas con frecuencia durante el crucero de hidrografía de la corriente límite occidental profunda.
Series temporales de transporte
Un seguimiento casi continuo de la Corriente Límite Occidental Profunda mediante seis ecosondas de presión invertida (PIES) que proporcionan mediciones horarias de la presión del fondo y del tiempo de viaje acústico entre el instrumento anclado y la superficie del mar. Los datos de estos instrumentos son descargados acústicamente por un buque de investigación que pasa por allí cada 9 meses aproximadamente, sin que se recuperen los instrumentos. Los datos se llevan al laboratorio para su procesamiento. Se ha demostrado que la combinación de las mediciones del PIES con los datos hidrográficos históricos puede reproducir el transporte de una valla más tradicional de amarres de medidores de corriente dentro de la precisión del conjunto de medidores de corriente(Meinen et al., 2004). La imagen de la derecha muestra la ubicación de las ecosondas invertidas.
Hidrografía
Desde 1984, los repetidos muestreos hidrográficos y de trazadores en Ábaco han establecido un registro de alta resolución de las propiedades de la masa de agua en la Corriente Limítrofe Occidental Profunda a 26N. Se ha realizado aproximadamente un crucero hidrográfico al este de la isla de Ábaco cada nueve meses. Acontecimientos como el intenso período de convección en el Mar del Labrador y la renovación del agua clásica del Mar del Labrador en la década de 1980 se reflejan claramente en el enfriamiento y el refrescamiento de las aguas de la Corriente Limítrofe Occidental Profunda frente a Ábaco, y la llegada de un fuerte pulso de clorofluorocarbono aproximadamente 10 años después. Este conjunto de datos es único en el sentido de que no se trata de una única serie temporal, sino de una sección de transporte, de la que se dispone de muy pocas en el océano que se acerquen a una década de duración. La imagen de la izquierda muestra las estaciones visitadas con frecuencia durante el crucero de hidrografía de la corriente límite occidental profunda.
Tres propósitos principales de los estudios sobre la variabilidad del clima
Estas observaciones continuas de series temporales en Ábaco tienen tres propósitos principales para los estudios de la variabilidad climática:
- Seguimiento del DWBC en busca de firmas de masa de agua y de transporte relacionadas con los cambios en las fuerzas y las regiones de formación de masa de agua de alta latitud en el Atlántico Norte con el fin último de evaluar el cambio climático rápido.
- Sirve como punto final del límite occidental de un sistema de monitorización de la circulación meridional basculante (MOC)/flujo de calor subtropical diseñado para medir la diferencia de altura dinámica interior en toda la cuenca del Atlántico y su transporte de calor baroclínico asociado.
- Seguimiento de la intensidad de la corriente de las Antillas como índice (junto con la corriente de Florida) de la variabilidad interanual de la fuerza del giro subtropical.
Construir una nación preparada para la meteorología.
Tecnologías de observación de los océanos.
Los científicos utilizan diferentes tecnologías e instrumentos de observación para medir y observar los océanos mundiales. El AOML trabaja con socios de todo el mundo para desarrollar y mantener los componentes clave de estos sistemas de tecnologías de observación, conocidos colectivamente como el Sistema Mundial de Observación de los Océanos.
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 asegurar que los datos estén disponibles y sean de la más alta calidad. Visite la página del Sistema Mundial de Observación de los Océanos (GOOS) para saber más.
Datos
Estimaciones del transporte medio diario a partir de la tensión del cable submarino
Estimaciones de transporte de los cruceros de calibración (datos de Dropsonde y LADCP)
Estimaciones de transporte a partir de la altimetría por satélite
Datos de series temporales de los amarres PIES
Series temporales de manómetros
Datos de los socios
Red de Circulación Meridional de Vuelco y Flujo Térmico - MOCHA
Circulación Meridional Inversa RAPID del Reino Unido
Publicación destacada
Volkov, D. L., Domingues, R., Meinen, C. S., García, R., Baringer, M., Goni, G., & Smith, R. H. (2020). Infiriendo el transporte de volumen de la corriente de Florida a partir de la altimetría de los satélites. Journal of Geophysical Research: Oceans, e2020JC016763.
Resumen en lenguaje claro: La Corriente de Florida (FC) es uno de los principales conductos de calor, sal, carbono, nutrientes y otras propiedades en el Atlántico Norte subtropical, con profundas influencias en el tiempo, el clima, el nivel del mar y los ecosistemas regionales. La vigilancia diaria del transporte de volumen de la FC con un cable submarino se ha mantenido casi ininterrumpidamente desde 1982. Debido al valor extremadamente alto de estas mediciones para los estudios del sistema terrestre, se están realizando esfuerzos para encontrar un sistema de observación de reserva adecuado para el futuro inevitable cuando el cable falle. Los satélites han estado proporcionando mediciones precisas del nivel del mar durante casi 3 décadas. Debido a la rotación de la Tierra, la dirección de las principales corrientes oceánicas es paralela a las líneas de nivel de mar constante, lo que para el FC se traduce en que el nivel del mar cerca de las Bahamas es aproximadamente 1 m más alto que el nivel del mar a lo largo de la costa este de Florida. Las variaciones en la FC...
Infiriendo el volumen actual de transporte de Florida desde la altimetría satelital
Volkov, D. L., Domingues, R., Meinen, C. S., García, R., Baringer, M., Goni, G., & Smith, R. H. (2020). Infiriendo el transporte de volumen de la corriente de Florida a partir de la altimetría de los satélites. Journal of Geophysical Research: Oceans, e2020JC016763.
Resumen en lenguaje claro: La Corriente de Florida (FC) es uno de los principales conductos de calor, sal, carbono, nutrientes y otras propiedades en el Atlántico Norte subtropical, con profundas influencias en el tiempo, el clima, el nivel del mar y los ecosistemas regionales. La vigilancia diaria del transporte de volumen de la FC con un cable submarino se ha mantenido casi ininterrumpidamente desde 1982. Debido al valor extremadamente alto de estas mediciones para los estudios del sistema terrestre, se están realizando esfuerzos para encontrar un sistema de observación de reserva adecuado para el futuro inevitable cuando el cable falle. Los satélites han estado proporcionando mediciones precisas del nivel del mar durante casi 3 décadas. Debido a la rotación de la Tierra, la dirección de las principales corrientes oceánicas es paralela a las líneas de nivel de mar constante, lo que para el FC se traduce en que el nivel del mar cerca de las Bahamas es aproximadamente 1 m más alto que el nivel del mar a lo largo de la costa este de Florida. Las variaciones en la FC...
Bibliografía del WBTS
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Nuestra contribución a la observación global de los océanos.
La siguiente es una lista de publicaciones científicas que hacen referencia a los datos de las Series Temporales de la Frontera Occidental (WBTS).
Póngase en contacto con los autores de las publicaciones para obtener una versión electrónica o impresa de los artículos. También puede realizar una búsqueda en Google del título de la publicación, que puede dirigirle a una versión electrónica del artículo.
Vea las publicaciones revisadas por pares de la WBTS por año.
Ver los informes de datos del WBTS por año.
Socios
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10
Cruceros
Se han realizado cruceros hidrográficos y de fondeo con nuestros socios nacionales e internacionales.
16+
Años
Años de seguimiento del MOC atlántico en 26,5N.
El programa Rapid Climate Change-Meridional Overturning Circulation and Heatflux Array (RAPID o MOCHA) es un proyecto de investigación en colaboración entre el Centro Nacional de Oceanografía (Southampton, Reino Unido), la Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science (RSMAS) de la Universidad de Miami y el AOML que mide la circulación meridional de vuelco (MOC) y el transporte de calor oceánico en el Océano Atlántico Norte.
Seguimiento del transporte volumétrico de la Corriente de Florida con altimetría por satélite a lo largo de la vía, proporcionando una plataforma de observación alternativa que no está influenciada por las condiciones meteorológicas severas y que puede completar las lagunas existentes en los datos del cable hasta 1993.
2020
Las mediciones de la presión del fondo en el 27N comenzaron en un intento de establecer un sistema de observación de reserva para las mediciones del cable.
2008
Se estableció el conjunto de observación del AMOC en 26,5N, lo que facilitó enormemente los estudios relacionados con el clima.
2004
Las primeras ecosondas invertidas se desplegaron a 26,5 N al este de la isla de Ábaco, lo que permitió realizar estimaciones casi continuas de los transportes meridionales y de la estructura termohalina.
2004
Comenzaron los cruceros CTD/LADCP en el 27N a bordo del RSMAS R/V "Walton Smith" de la Universidad de Miami, proporcionando mediciones directas de la corriente de Florida para la calibración de los cables.
2001
El inicio del programa de Series Temporales del Límite Oeste de la NOAA.
2000
Comenzaron las mediciones XBT en el 27N.
1995
La llegada de la altimetría por satélite de alta precisión, que proporciona mediciones casi globales de las anomalías del nivel del mar.
1992
Las mediciones de la dropsonda en el 27N se iniciaron como sustitución de las mediciones de Pegasus, sirviendo para la calibración y validación de las mediciones de los cables.
1991
El programa de series temporales de Ábaco se inició cuando el STACS amplió su programa del Estrecho de Florida para incluir mediciones de los transportes de corriente del límite occidental y de las propiedades de la masa de agua al este de la isla de Ábaco, en las Grandes Bahamas.
1984
Se inició el programa de Estudios Climáticos del Atlántico Subtropical (STACS) de la NOAA, que incluía mediciones casi continuas del transporte de volumen de la corriente de Florida con un cable submarino.
1982