Componente del Programa Internacional de Investigación Climática Mundial
El Experimento de Circulación Oceánica Mundial (WOCE, por sus siglas en inglés) fue un componente del Programa Mundial de Investigación Climática y tenía como objetivo establecer el papel del Océano Mundial en el sistema climático de la Tierra . La fase de campo del WOCE se desarrolló entre 1990 y 1998, y fue seguida por una fase de análisis y modelado que duró hasta 2002. [1] Cuando se concibió el WOCE, hubo tres motivaciones principales para su creación. La primera de ellas es la cobertura inadecuada del Océano Mundial, específicamente en el Hemisferio Sur . Los datos también eran mucho más escasos durante los meses de invierno que en los meses de verano, y había (y todavía hay en cierta medida) una necesidad crítica de datos que cubrieran todas las estaciones. En segundo lugar, los datos que existían no se recopilaron inicialmente para estudiar la circulación oceánica y no eran adecuados para la comparación de modelos. Por último, existían preocupaciones relacionadas con la precisión y confiabilidad de algunas mediciones. El WOCE tenía como objetivo abordar estos problemas proporcionando nuevos datos recopilados de formas diseñadas para "satisfacer las necesidades de los modelos de circulación global para la predicción climática ". [2]
Objetivos
Se establecieron dos objetivos principales para la campaña. [1]
1. Desarrollar modelos oceánicos que puedan utilizarse en modelos climáticos y recopilar los datos necesarios para probarlos.
En concreto, comprenda:
- Flujos de calor y agua dulce a gran escala
- Equilibrio dinámico de la circulación oceánica mundial
- Componentes de la variabilidad oceánica en meses y años
- Las tasas y la naturaleza de la formación, ventilación y circulación de las masas de agua que influyen en el sistema climático en escalas de tiempo de diez a cien años [3]
Para alcanzar el Objetivo 1, el PMIC delineó y estableció los Proyectos Básicos que recibirían prioridad. El primero de ellos fue el proyecto "Descripción Global", cuyo objetivo era obtener datos sobre la circulación de calor, agua dulce y sustancias químicas, así como las estadísticas de los remolinos . El segundo proyecto, "Océano Austral", hizo especial hincapié en el estudio de la Corriente Circumpolar Antártica y la interacción del Océano Austral con el Océano Mundial. El tercer y último Proyecto Básico que atiende al Objetivo 1 fue el " Experimento de Dinámica de Giros ". El segundo y el tercero de estos proyectos están diseñados específicamente para abordar el papel del océano en los cambios climáticos decenales. La planificación inicial del WOCE establece que el logro del Objetivo 1 implicaría una "fuerte interacción entre la modelización y las actividades de campo", que se describen más adelante.
2. Encuentre la representatividad del conjunto de datos para el comportamiento a largo plazo y encuentre métodos para determinar cambios a largo plazo encorrientes oceánicas
Específicamente:
- Determinar la representatividad de conjuntos de datos WOCE específicos
- Identificar aquellos parámetros, índices y campos oceanográficos que son esenciales para continuar con las mediciones en un sistema de observación del clima en escalas de tiempo decenales.
- Desarrollar técnicas rentables adecuadas para su implementación en un sistema de observación climática en curso [3]
Modelado
Los modelos de WOCE se utilizaron tanto para el diseño experimental como para el análisis de datos. Los modelos que utilizan datos pueden incorporar varias propiedades, incluido el balance térmico del viento, el mantenimiento del presupuesto de vorticidad barotrópica y la conservación del calor, el agua dulce o la masa. Las mediciones útiles para estos parámetros son el calor, la concentración de agua dulce o trazadores; la corriente, los flujos superficiales de calor y agua dulce; y la elevación de la superficie del mar. [3]
Durante el WOCE se emplearon tanto el modelado inverso como la asimilación de datos. El modelado inverso es el ajuste de datos utilizando un procedimiento numérico de mínimos cuadrados o de máxima verosimilitud. La técnica de asimilación de datos requiere que los datos se comparen con una integración inicial de un modelo. Luego, el modelo avanza en el tiempo utilizando nuevos datos y repitiendo el proceso. [3]
El éxito de estos métodos requiere datos suficientes para limitar completamente el modelo, de ahí la necesidad de un programa de campo completo.
Programa de campo
Los objetivos del Programa de Campo WOCE fueron los siguientes: [1]
- El experimento será de carácter global y los principales componentes de observación se desplegarán en todos los océanos.
- El requisito de simultaneidad de mediciones se impondrá sólo cuando sea esencial.
- Se aprovechará en la medida de lo posible la flexibilidad inherente a los acuerdos existentes para la investigación cooperativa en la comunidad oceanográfica (y meteorológica) mundial.
Elementos principales del programa de campo WOCE [3]
- Altimetría satelital
- planes basados en la disponibilidad de ERS-1 y ERS-2 (europeos), TOPEX /POSEIDON (estadounidense/francés) para estudiar los campos de forzamiento de la superficie y la topografía de la superficie oceánica [2]
- Hidrografía
- Perfiladores de conductividad-temperatura-presión de alta calidad, así como instrumentos de caída libre para proporcionar una base de datos climatológica de temperatura y salinidad [2]
- Trazadores geoquímicos
- Utilizar información química (como la desintegración radiactiva y la historia atmosférica) de compuestos pasivos para estudiar las tasas de formación y el transporte de masas de agua en escalas de tiempo climatológicas.
- Flujos superficiales de los océanos
- Utilizando mediciones in situ y satelitales para cuantificar flujos de calor, agua y momento (necesarios para modelar la circulación termohalina y la impulsada por el viento)
- Vientos satelitales
- Utilizando boyas de superficie, buques de observación voluntaria (VOS) y sistemas de dispersómetros de microondas por satélite para medir el campo de viento de la superficie
- Observaciones meteorológicas de superficie de VOS
- Mejora del muestreo y la precisión en las mediciones meteorológicas de superficie, así como aumento de la cobertura del área.
- Observaciones de la capa superior del océano desde buques mercantes de oportunidad
- Líneas de muestreo del batitermógrafo desechable (XBT) para estudiar los cambios en el contenido de calor de la capa superior del océano
- Mediciones del nivel del mar in situ
- modernización e instalación de nuevos medidores del nivel del mar para calibrar las mediciones altimétricas
- Boyas y flotadores a la deriva
- Las boyas de deriva superficial proporcionan mediciones como la presión a nivel del mar , la temperatura de la superficie del mar , la humedad , las precipitaciones , la salinidad de la superficie y las corrientes cercanas a la superficie y de profundidad media.
- Instrumentación amarrada
- Proporciona información temporal detallada en varios sitios y profundidades.
Conclusiones resultantes
Esta lista, aunque no es exhaustiva, describe una muestra de los artículos y libros más citados resultantes del WOCE.
- Ganachaud, Alexandre; Wunsch, Carl (23 de noviembre de 2000). "Mejoras en las estimaciones de la circulación oceánica global, el transporte de calor y la mezcla a partir de datos hidrográficos". Nature . 408 (6811): 453–457. Bibcode :2000Natur.408..453G. doi :10.1038/35044048. PMID 11100723. S2CID 4416105.
- Circulación oceánica y clima, observación y modelado del océano global, 1.ª edición , Eds. Gerold Siedler , John Gould y John Church, Academic Press, 736 págs. (Serie de geofísica internacional 77) 2001
- Stammer, D. (2003). "Transporte de volumen, calor y agua dulce de la circulación oceánica global 1993-2000, estimado a partir de un modelo de circulación general restringido por datos del Experimento de Circulación Oceánica Mundial (WOCE)" (PDF) . Journal of Geophysical Research . 108 (C1): 3007. Bibcode :2003JGRC..108.3007S. doi :10.1029/2001JC001115. hdl : 11858/00-001M-0000-0014-3AA4-A .
- Ganachaud, Alexandre (2003). "Transportes de masa a gran escala, formación de masa de agua y difusividades estimadas a partir de datos hidrográficos del Experimento de Circulación Oceánica Mundial (WOCE)". Journal of Geophysical Research: Oceans . 108 (C7): 3213. Bibcode :2003JGRC..108.3213G. doi :10.1029/2002JC001565.
- Ganachaud, Alexandre; Wunsch, Carl (diciembre de 2002). "Transporte de nutrientes y oxígeno oceánicos y límites en la producción de exportación durante el Experimento de Circulación Oceánica Mundial: TRANSPORTES DE NUTRIENTES Y OXÍGENO DESDE LA CIRCUITACIÓN OCEÁNICA MUNDIAL". Ciclos biogeoquímicos globales . 16 (4): 5–1–5–14. doi : 10.1029/2000GB001333 . S2CID 15462518.
- Revisitando la circulación subtropical del Pacífico Sur: una síntesis de las observaciones del Experimento de Circulación Oceánica Mundial a lo largo de 32°S , SE Wijffels, JM Toole, R. Davis, Journal of Geophysical Research, septiembre de 2012
Véase también
Enlaces externos
Referencias
- ^ abc Circulación oceánica y clima: experimento sobre circulación oceánica mundial. Consultado el 7 de diciembre de 2013.
- ^ abc Experimento sobre la circulación oceánica mundial. JD Woods. Consultado el 7 de diciembre de 2013.
- ^ abcde Plan científico para el experimento de circulación oceánica mundial. JD Woods. Consultado el 7 de diciembre de 2013.