Variabilidad del Atlántico tropical

Estudio de las observaciones de las corrientes atlánticas tropicales

Avanzar en la comprensión de la circulación y la mezcla de los océanos

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Quiénes somos

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. Los futuros despliegues se centrarán en la región de desarrollo principal de los huracanes y en la zona mínima de oxígeno del Atlántico. 

Nuestros objetivos

1. Mejorar nuestra comprensión de cómo varían las corrientes oceánicas a lo largo del tiempo, desde las subdiurnas hasta las interanuales. 

2. Mejorar nuestra comprensión de cómo las corrientes oceánicas afectan a las temperaturas de la superficie del mar y a la atmósfera en regiones clave de cambio observadas por las boyas PIRATA, como la zona de convergencia intertropical (ITCZ), la región principal de desarrollo de huracanes del Atlántico y la zona mínima de oxígeno del Atlántico.

3. Desarrollar nuevas series temporales de datos a largo plazo de observaciones de velocidad horizontal y cizalladura vertical en regiones clave insuficientemente muestreadas.

4. Proporcionar datos sobre las corrientes oceánicas que puedan utilizarse para validar los modelos numéricos y las previsiones meteorológicas marinas. 5. Proponer futuras mejoras de la red PIRATA, que actualmente sólo observa la velocidad cerca de la superficie en la mayoría de los fondeos.

| Renellys Perez, Ph.D.

Investigador principal del AOML

| Gregory Foltz, Ph.D.

Co-investigador principal

| Rick Lumpkin, Doctor en Filosofía.

Co-investigador principal

| Claudia Schmid, Ph.D.

Co-investigador principal

Noticias principales

El equipo científico de PIRATA establece nuevos hitos de servicio de CTD y de fondeo en medio de la pandemia

El 19 de diciembre, después de casi seis semanas en el mar, los científicos a bordo del buque Ronald H. Brown de la NOAA regresaron a tierra y atracaron en Praia, Cabo Verde, completando el crucero PIRATA (Prediction and Research Moored Array in the Tropical Atlantic) Northeast Extension (PNE).

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La vista de una puesta de sol desde la cubierta del crucero 2021 PIRATA.
Las boyas piratas en la parte trasera del R/V Ronald H. Brown. Un agradecimiento especial a la tripulación del Ronald H. Brown por capturar a los científicos en el mar. Crédito de la foto: NOAA.
PIRATA Array

Repercusiones de la investigación y conclusiones principales

Validar las previsiones meteorológicas

Las mediciones in situ de alta resolución de TACOS pueden utilizarse para validar los modelos numéricos y las previsiones meteorológicas marinas.

Nuevos hitos de observación

TACOS es el primer estudio que mide la estructura vertical de las corrientes oceánicas y la cizalladura vertical desde la zona cercana a la superficie hasta los 90 m a 4°N 23°W.

Comprender las variaciones actuales

Gracias a las mediciones de velocidad in situ de alta frecuencia, TACOS crea una serie temporal de varios años que puede ayudarnos a comprender y vigilar cómo cambian las corrientes oceánicas en escalas de tiempo que van desde el día hasta el año.

Entender los cambios de la TSM

Las series temporales a largo plazo de TACOS pueden mostrar cómo las corrientes oceánicas afectan a las temperaturas de la superficie del mar (TSM) en escalas de tiempo diurnas a interanuales. Dado que la atmósfera responde a estas fluctuaciones de la TSM, TACOS también nos ayuda a comprender cómo los procesos atmosféricos pueden verse afectados por los cambios de las corrientes oceánicas.

Mejora de las observaciones del Atlántico tropical

Las observaciones de TACOS pueden proporcionar información sobre la mejor configuración que se puede utilizar en futuros aumentos de las boyas PIRATA para observar la velocidad de la parte superior del océano y la cizalladura vertical de forma más sostenida.

Antecedentes

Introducción

TACOS es un estudio piloto que tiene como objetivo mejorar la comprensión de cómo la circulación oceánica superior afecta a la advección y mezcla del océano, a las temperaturas de la superficie del mar (TSM) y a los procesos atmosféricos. La velocidad de las corrientes oceánicas -tanto zonal (este-oeste) como meridional (norte-sur)- varía con la profundidad y el tiempo. Estas fluctuaciones son impulsadas por los vientos cerca de la superficie y las diferencias de densidad en toda la columna de agua, y como resultado, la velocidad y la dirección de la corriente pueden cambiar.

Como los cambios de densidad impulsan las corrientes, el agua en movimiento tiende a mezclarse con su nuevo entorno y a cambiar sus propiedades. Por ejemplo, las fluctuaciones diurnas y estacionales de las corrientes oceánicas influyen mucho en la distribución de la TSM en el Atlántico tropical. Estas fluctuaciones pueden producirse mediante movimientos horizontales (advección) y verticales (afloramiento o descenso).

Algunos procesos atmosféricos se ven afectados por las condiciones de la superficie del océano. Las temperaturas cálidas de la superficie del mar proporcionan energía para la convección atmosférica, que crea tormentas y lluvias. En determinadas circunstancias, las temperaturas cálidas de la superficie del mar pueden proporcionar un exceso de energía que refuerza la circulación atmosférica de los huracanes.

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Acerca de TACOS

TACOS utiliza 10 sensores acústicos de medición de corrientes para aumentar el fondeo PIRATA de 4°N 23°W con sensores adicionales entre 7 y 87 m de profundidad. Antes de TACOS, no había mediciones verticales de alta resolución de las corrientes oceánicas al norte del ecuador, concretamente en la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT); la ZCIT es una región clave que influye en el tiempo y el clima tropicales.

Con la implementación de TACOS, ahora tenemos observaciones prolongadas de las mediciones de las corrientes y de la cizalladura vertical que antes no existían en esta ubicación. Al establecer una serie temporal a largo plazo de observaciones de corrientes en 4°N 23°W, podemos entender mejor cómo las corrientes oceánicas, la cizalladura vertical, la advección y la mezcla pueden modificar las TSM y los procesos atmosféricos subyacentes. Además, podemos utilizar las observaciones de TACOS para validar los modelos meteorológicos tropicales y las previsiones, que actualmente se basan en mediciones oceánicas de menor resolución. Los futuros despliegues tendrán lugar en 20°N 38°W y 12°N 38°W.

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Zona de convergencia intertropical

La zona de convergencia intertropical (ZCIT) es una región cercana al ecuador, donde confluyen los vientos alisios de los hemisferios norte y sur. Los vientos alisios del noreste del hemisferio norte convergen con los vientos del sureste del hemisferio sur (mostrados abajo). Debido al intenso calentamiento solar cerca del ecuador, el aire cálido y húmedo es forzado a subir a la atmósfera. A medida que el aire asciende, se expande y se enfría, liberando la humedad en una serie persistente de chubascos y tormentas eléctricas alrededor de la sección media de la Tierra.

Los cambios estacionales en la ubicación de la ZCIT afectan drásticamente a las precipitaciones en muchas regiones ecuatoriales, dando lugar a las estaciones húmedas y secas de los trópicos en lugar de las estaciones frías y cálidas de latitudes más altas.

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Historia del proyecto

Para comprender plenamente el proyecto TACOS, debemos presentar PIRATA, Prediction and Research Moored Array in the Tropical Atlantic. PIRATA es un proyecto conjunto en curso entre Brasil, Francia y Estados Unidos que utiliza sensores anclados para medir la temperatura del océano superior, la salinidad, la velocidad y los parámetros atmosféricos cercanos a la superficie. Al aumentar el número de sensores de velocidad en el amarre de la Extensión Noreste de PIRATA a 4°N 23°W, TACOS nos está ayudando a desarrollar una comprensión más completa de los mecanismos que impulsan la advección de calor del océano superior y la mezcla vertical. Para saber más sobre PIRATA puede visitar la página de la NOAA PIRATA Northeast Extension de la NOAA.

Los sensores TACOS se desplegaron por primera vez en el amarre de la Extensión Noreste de PIRATA a 4°N 23°W el 6 de marzo de 2017 y se recuperaron el 26 de marzo de 2018. Desde el primer despliegue, se han producido otros dos despliegues (2018 y 2019) y el siguiente se está preparando para un despliegue anticipado a finales de otoño de 2021 en el amarre 20°N 38°W PIRATA Northeast Extension. El fondeo de 20°N 38°W fue elegido para ampliar nuestra comprensión de las fluctuaciones de las corrientes oceánicas y de la cizalladura vertical en la región principal de desarrollo de huracanes del Atlántico.

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¿Cómo funciona TACOS?

Los correntímetros acústicos TACOS se suman a las mediciones que se realizan en el fondeo PIRATA de 4°N 23°W. Por defecto, el fondeo PIRATA en este lugar sólo tiene un sensor de corriente que mide la velocidad cerca de la superficie (a 12 m de profundidad). Con los sensores TACOS adicionales, obtenemos un perfil vertical desde la superficie cercana hasta una profundidad de casi 90 m. Los correntímetros acústicos miden los componentes zonales y meridionales de las corrientes cada hora en tiempo casi real, y se combinan con termistores que proporcionan mediciones simultáneas de temperatura. Los datos de mayor resolución temporal se registran internamente y se obtienen cuando se recupera el instrumento. Vea el vídeo de la derecha para ver una animación de los sensores TACOS desplegados en una línea de fondeo.

Esquema de los sensores TACOS desplegados en una línea de fondeo de PIRATA. Paisaje.

Esquema y vídeo de TACOS por cortesía de Bertrand Dano, científico del AOML. 

Red de amarre

Se han recogido series temporales plurianuales de TACOS en el fondeadero de 4°N 23°W del conjunto de fondeaderos de la Extensión Noreste de PIRATA. Los futuros despliegues se centrarán en la región de desarrollo principal de los huracanes y en la zona mínima de oxígeno del Atlántico. En la imagen de abajo, el fondeo TACOS está señalado con un punto amarillo entre los conjuntos de fondeos PIRATA y PIRATA Northeast Extension.

ancla de pnedata

Datos

Del 1 al 29 de marzo de 2019*

El PNE2019 comenzó el 1 de marzo de 2019 en Charleston, Carolina del Sur, en el R/V Ronald H. Brown de la NOAA, y finalizó el 29 de marzo de 2019 en Charleston, Carolina del Sur. Renellys Pérez (NOAA/AOML) fue la científica principal. La ciencia llevada a cabo durante el PNE2019 fue muy reducida debido a una reducción de casi dos semanas en el mar debido a una serie de retrasos / problemas. Se revisaron tres fondeos (20N, 38W; 20,5N, 23W; y 11,5N, 23W). El último amarre (4N, 23W) fue atendido en mayo de 2019 a bordo del UNOLS R/V Thomas G. Thompson. Solo se realizaron 12 lances de CTD debido al tiempo limitado, y también se desplegaron 14 flotadores de superficie para el programa Global Drifter de la NOAA y 22 flotadores de perfilado para el programa Argo en áreas con cobertura de datos limitada. AEROSE desplegó 101 radiosondas y 8 ozonosondas durante el crucero. Los avistamientos de sargazo fueron registrados por estudiantes voluntarios.

*Informe y enlaces de datos de próxima aparición

Compartir recursos da resultados.

Ampliar el alcance mediante asociaciones.

TACOS está financiado por el AOML con el apoyo adicional del programa Global Ocean Monitoring and Observation (GOMO) a través del programa PIRATA Northeast Extension (PNE). Los despliegues de TACOS son posibles gracias a la colaboración con el Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL) de la NOAA y el programa multinacional PIRATA. Los datos de todos los fondeos de PIRATA pueden obtenerse aquí.

Publicación destacada

Primera página de la publicación 'Direct Measurements of Upper Ocean Horizontal Velocity and Vertical Shear in the Tropical North Atlantic at 4N , 23W'.

Pérez, R. C., Foltz, G. R., Lumpkin, R., & Schmid, C. (2019). Mediciones directas de la velocidad horizontal del océano superior y la cizalladura vertical en el Atlántico Norte tropical a 4 Ν, 23 W. Journal of Geophysical Research: Oceans, 124(6), 4133-4151.

Resumen: El Estudio de Observaciones de las Corrientes del Atlántico Tropical midió la velocidad horizontal del océano superior desde un amarre en 4°N, 23°W, a profundidades discretas entre 7 y 87 m, con el fin de observar la estructura temporal y vertical de las corrientes. Entre marzo de 2017 y marzo de 2018, la velocidad zonal media y la cizalladura vertical fueron más fuertes entre 32 y 37 m. Las corrientes medias cercanas a la superficie hacia el este durante este período fueron más débiles que la media a largo plazo, pero dentro del rango de valores observados previamente, dada la alta variabilidad interanual. La variabilidad interanual de la velocidad zonal superó a la de la velocidad meridional, fue impulsada principalmente por la geostrófica y estuvo fuertemente influenciada por las corrientes a gran escala. Se observaron energéticas ondas de inestabilidad tropical (TIW) a principios del verano y a finales del otoño de 2017....

Lea el artículo completo.

Mediciones directas de la velocidad horizontal del océano superior y de la cizalladura vertical en el Atlántico Norte tropical a 4°Ν, 23°W

Pérez, R. C., Foltz, G. R., Lumpkin, R., & Schmid, C. (2019). Mediciones directas de la velocidad horizontal del océano superior y la cizalladura vertical en el Atlántico Norte tropical a 4 Ν, 23 W. Journal of Geophysical Research: Oceans, 124(6), 4133-4151.

Resumen: El Estudio de Observaciones de las Corrientes del Atlántico Tropical midió la velocidad horizontal del océano superior desde un amarre en 4°N, 23°W, a profundidades discretas entre 7 y 87 m, con el fin de observar la estructura temporal y vertical de las corrientes. Entre marzo de 2017 y marzo de 2018, la velocidad zonal media y la cizalladura vertical fueron más fuertes entre 32 y 37 m. Las corrientes medias cercanas a la superficie hacia el este durante este período fueron más débiles que la media a largo plazo, pero dentro del rango de valores observados previamente, dada la alta variabilidad interanual. La variabilidad interanual de la velocidad zonal superó a la de la velocidad meridional, fue impulsada principalmente por la geostrófica y estuvo fuertemente influenciada por las corrientes a gran escala. Se observaron energéticas ondas de inestabilidad tropical (TIW) a principios del verano y a finales del otoño de 2017....

Lea el artículo completo.

Primera página de la publicación 'Direct Measurements of Upper Ocean Horizontal Velocity and Vertical Shear in the Tropical North Atlantic at 4N , 23W'.

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