El Panel de Observaciones Oceánicas para el Clima (OOPC) [1] considera las siguientes variables climáticas oceánicas esenciales que son actualmente viables con los sistemas de observación actuales.
Variables del clima oceánico
Superficie de la atmósfera
Temperatura del aire
Precipitación (meteorología)
evaporación
Presión del aire , presión a nivel del mar (SLP)
Flujos radiativos
superficiales Flujos termodinámicos superficiales
Velocidad y dirección del
viento Estrés del viento superficial
Vapor de agua
Superficie oceánica
Temperatura de la superficie del mar (SST)
Salinidad de la superficie del mar (SSS)
Nivel del
mar Estado del
mar Hielo marino
Corriente del
océano Color del océano (para actividad biológica)
Presión parcial de dióxido de carbono ( pCO2 )
Subsuelo del océano
- Retrodispersión
- Dióxido de carbono
- Clorofila
- Conductividad
- Densidad
- Hierro
- Irradiancia
- Nutrientes
- Metano
- corriente oceánica
- Punto único
- Columna de agua
- Trazadores oceánicos
- Oxígeno
- Fitoplancton
- Salinidad
- Sigma-T
- Velocidad del sonido
- Temperatura
- Turbiedad
Fuentes de observación del océano
Satélite
Existe una red compuesta de satélites que generan observaciones. Éstas incluyen:
Tipo | Variables observadas | Organizaciones responsables |
---|---|---|
Infrarrojos (IR) | SST, hielo marino | CEOS, IGOS, CGMS |
Microondas de clase AMSR | SST, velocidad del viento, hielo marino | CEOS, IGOS, CGMS |
Vector de viento de superficie (se desean dos dispersómetros de franja ancha) | vector de superficie viento, hielo marino | CEOS, IGOS, CGMS |
Color del océano | concentración de clorofila (biomasa de fitoplancton) | IOCCG |
altimetría de alta precisión | anomalía del nivel del mar desde el estado estacionario | CEOS, IGOS, CGMS |
altimetría de baja precisión | el nivel del mar | CEOS, IGOS, CGMS |
Radar de Apertura Sintética | hielo marino, estado del mar | CEOS, IGOS, CGMS |
En el lugar
Existe una red compuesta de observaciones in situ. Éstas incluyen:
Tipo | Variables observadas | Organizaciones responsables |
---|---|---|
Conjunto de boyas a la deriva de superficie global con resolución de 5 grados (1250 en total) | SST, SLP, actual (según el cambio de posición) | Panel de cooperación de boyas de datos de JCOMM (DBCP) |
Red mundial de boyas amarradas tropicales (alrededor de 120 amarres) | típicamente SST y viento vectorial de superficie, pero también puede incluir SLP, corriente, variables de flujo aire-mar | Panel de implementación de boyas amarradas tropicales (TIP) de JCOMM DBCP |
Flota de barcos de observación voluntarios (VOS) | todas las ECV de superficie factibles | Equipo de observación de buques de la JCOMM (SOT) |
VOSClim | todas las ECV de superficie factibles más metadatos extensos del barco | Equipo de observación de buques de la JCOMM (SOT) |
Red global de amarres de referencia (29 amarres) | todas las ECV de superficie factibles | OceanSITES |
Red central GLOSS a nivel del mar, más redes regionales / nacionales | el nivel del mar | BRILLO JCOMM |
Carbono VOS | pCO2 , SST, SSS | IOCCP |
Boyas de hielo marino | hielo marino | JCOMM DBCP IABP e IPAB |
Subsuperficie
Existe una red compuesta de observaciones del subsuelo. Éstas incluyen:
Tipo | Variables observadas | Organizaciones responsables |
---|---|---|
Red de líneas repetidas XBT ( batitermógrafo consumible ) (41 líneas) | Temperatura | Equipo de observación de buques de la JCOMM (SOT) |
Red mundial de boyas amarradas tropicales (~ 120 amarres) | Temperatura, salinidad, corriente, otras ECV factibles observables de forma autónoma | Panel de implementación de boyas amarradas tropicales (TIP) de JCOMM DBCP |
Red de amarres de referencia (29 amarres) | todas las ECV observables de forma autónoma | OceanSITES |
Red de hidrografía basada en barcos sostenida y repetida | Todas las ECV factibles, incluidas las que dependen de la obtención de muestras de agua. | IOCCP, CLIVAR, otros esfuerzos nacionales |
Red Argo (oceanografía) | temperatura, salinidad, corriente | Argo |
Monitoreo de corrientes críticas y transporte | temperatura, calor, agua dulce, transporte de carbono, masa | CLIVAR, IOCCP, OceanSITES |
Programas de síntesis regionales y globales | corrientes inferidas, transporta campos cuadriculados de todas las ECV | GODAE, CLIVAR, otros esfuerzos nacionales |
Observatorios oceánicos cableados | audio, retrodispersión, clorofila, CO2, conductividad, corrientes, densidad, Eh, gravedad, hierro, irradiancia, metano, nitrato, oxígeno, presión, salinidad, sísmico, sigma-T, velocidad del sonido, temperatura, turbidez, video | Ocean Networks Canada , Monterey Accelerated Research System, Ocean Observatories Initiative , ALOHA, ESONET (European Seas Observatory NETwork), Dense Oceanfloor Network System for Earthquakes and Tsunamis (DONET), Observatorios de océano abierto de punto fijo ( FixO3 ). |
Exactitud de las medidas
La calidad de las mediciones in situ no es uniforme en el espacio, el tiempo y las plataformas. Las diferentes plataformas emplean una gran variedad de sensores, que operan en una amplia gama de entornos a menudo hostiles y utilizan diferentes protocolos de medición. Ocasionalmente, las boyas se dejan desatendidas durante períodos prolongados, mientras que los barcos pueden involucrar una cierta cantidad de impactos relacionados con el ser humano en la recopilación y transmisión de datos. [2] Por lo tanto, el control de calidad es necesario antes de que los datos in situ puedan utilizarse más en la investigación científica u otras aplicaciones. Este es un ejemplo de control de calidad y seguimiento de las temperaturas de la superficie del mar medidas por barcos y boyas, el sistema iQuam desarrollado en NOAA / NESDIS / STAR, [3] donde las estadísticas muestran la calidad de las mediciones in situ de las temperaturas de la superficie del mar.
Uno de los problemas a los que se enfrentan los observatorios oceánicos en tiempo real es la capacidad de proporcionar una evaluación rápida y precisa de la calidad de los datos. Ocean Networks Canada está en proceso de implementar un control de calidad en tiempo real en los datos entrantes. Para los datos escalares, el objetivo es cumplir con las directrices del grupo de Garantía de Calidad de Datos Oceanográficos en Tiempo Real (QARTOD). QARTOD es una organización estadounidense encargada de identificar problemas relacionados con los datos entrantes en tiempo real del Sistema Integrado de Observación Oceánica (IOOS) de EE. UU. Una gran parte de su agenda es crear pautas sobre cómo se determinará e informará a la comunidad científica la calidad de los datos en tiempo real. Las pruebas de calidad de datos en tiempo real en Ocean Networks Canada incluyen pruebas diseñadas para detectar fallas de instrumentos y picos importantes o pérdidas de datos antes de que los datos estén disponibles para el usuario. Las pruebas de calidad en tiempo real incluyen el cumplimiento de los estándares del fabricante del instrumento y los rangos generales del observatorio / sitio determinados a partir de datos anteriores. Debido al posicionamiento de algunas plataformas de instrumentos en áreas altamente productivas, también hemos diseñado pruebas de sensor dual, por ejemplo, para algunos sensores de conductividad. Las pruebas de control de calidad se dividen en 3 categorías separadas. La primera categoría es en tiempo real y prueba los datos antes de que se analicen en la base de datos. La segunda categoría es la prueba de modo retardado en la que los datos archivados están sujetos a pruebas después de un cierto período de tiempo. La tercera categoría es el control de calidad manual realizado por un experto en datos de Ocean Networks Canada.
Datos históricos disponibles
OceanSITES [4] gestiona un conjunto de enlaces a varias fuentes de datos oceánicos disponibles, que incluyen: Hawaiian Ocean Timeseries (HOT), [5] JAMSTEC Kuroshio Extension Observatory (JKEO), [6] Line W monitoreando el oeste profundo del Atlántico Norte. corriente de frontera, [7] y otros.
Este sitio incluye enlaces a ARGO Float Data, The Data Library and Archives (DLA), Falmouth Monthly Climate Reports, Martha's Vineyard Coastal Observatory, Multihaz Archive, Seafloor Data and Observation Visualization Environment (SeaDOVE): un SIG servido por la web Base de datos de datos multiescalares del fondo marino, recopilación de datos de sedimentos del fondo marino, archivo de datos de amarre del océano superior, sistema de datos GLOBEC de EE. UU., Sistema de datos JGOFS de EE. UU. Y sistema de captura de datos de barcos WHOI.
Hay una variedad de conjuntos de datos en una biblioteca de datos incluida en la Universidad de Columbia: [8]
Esta biblioteca incluye:
- LEVITUS94 es el Atlas mundial de los océanos de 1994, un atlas de campos analizados objetivamente de los principales parámetros oceánicos en las escalas de tiempo anual, estacional y mensual. Es reemplazado por WOA98.
- NOAA NODC WOA98 es el Atlas mundial de los océanos de 1998, un atlas de campos analizados objetivamente de los principales parámetros oceánicos a escalas de tiempo mensual, estacional y anual. Reemplazado por WOA01.
- NOAA NODC WOA01 es el World Ocean Atlas 2001, un atlas de campos analizados objetivamente de los principales parámetros oceánicos a escalas de tiempo mensual, estacional y anual. Reemplazado por WOA05.
- NOAA NODC WOA05 es el World Ocean Atlas 2005, un atlas de campos analizados objetivamente de los principales parámetros oceánicos a escalas de tiempo mensual, estacional y anual.
Las observaciones in situ que abarcan desde principios del siglo XVIII hasta el presente están disponibles en el Conjunto internacional de datos completos de la atmósfera oceánica (ICOADS).
Este conjunto de datos incluye observaciones de una serie de variables atmosféricas y oceánicas superficiales de barcos, boyas amarradas y a la deriva y estaciones C-MAN.
En 2006, Ocean Networks Canada comenzó a recopilar mediciones in situ de alta resolución del fondo marino en Saanich Inlet , cerca de Victoria, Columbia Británica , Canadá . [9] Los sitios de seguimiento se ampliaron posteriormente al Estrecho de Georgia [10] y 5 ubicaciones frente a la costa oeste de la isla de Vancouver , Columbia Británica , Canadá . Todas las mediciones históricas están disponibles gratuitamente a través del portal de datos de Ocean Networks Canada, Oceans 2.0. [11]
Futuros desarrollos
Áreas que requieren investigación y desarrollo [12]
- Observaciones satelitales con mayor resolución y precisión y más bandas espectrales de satélites geoestacionarios
- Capacidad mejorada para las observaciones del color del océano en aguas costeras y turbias.
- interpretación mejorada de los datos del hielo marino de los satélites
- medición satelital de salinidad
- Evaluación y diseño de sistemas de observación, incluidas mejoras en la parametrización del flujo aire-mar.
- Mejoras en las plataformas oceánicas, incluida una mayor capacidad para los flotadores Argo
- tecnología mejorada de planeadores y tecnología de amarre.
- Nuevo desarrollo en sensores y sistemas oceánicos, que incluyen protección mejorada contra la contaminación biológica, sistemas autónomos de muestreo de agua, sistemas ópticos y acústicos, sensores variables en el aire y telecomunicaciones bidireccionales de bajo costo y baja potencia.
- Capacidad nueva y mejorada para medir variables biogeoquímicas, nutrientes y oxígeno disuelto y dióxido de carbono, así como para identificar organismos.
- Instrumentos mejorados, incluidos medidores de corriente cercana a la superficie, radiómetros en el agua, sensores para variables de interfaz aire-mar y flujos turbulentos, y sistemas de sensores VOS.
El futuro de los sistemas de observación oceánica:
- Vehículos submarinos no tripulados guiados [13]
Organizaciones
- GOOS ( Sistema mundial de observación de los océanos ) [14]
- SMOC ( Sistema Mundial de Observación del Clima ) [15]
- IOOS ( Sistema Integrado de Observación de los Océanos ) [16]
- Argo [17] [18]
- GODAE ( Experimento mundial de datos oceánicos ) [19]
- Ocean Networks Canadá [20]
- OOPC ( Panel de Observaciones Oceánicas para el Clima ) [21]
- OOI ( Iniciativa de Observatorios Oceánicos ) [22]
- FixO3 (Observatorios de océano abierto de punto fijo) [23]
Referencias
- ^ "OOPC" . Ioc-goos-oopc.org . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ Kent, Elizabeth C .; Challenor, Peter G .; Taylor, Peter K. (1999). "Una determinación estadística de los errores observacionales aleatorios presentes en los informes meteorológicos de los buques de observación voluntaria". Revista de tecnología atmosférica y oceánica . 16 (7): 905–914. Código Bibliográfico : 1999JAtOT..16..905K . doi : 10.1175 / 1520-0426 (1999) 016 <0905: ASDOTR> 2.0.CO; 2 .
- ^ "iQuam - monitoreo de calidad de SST in situ" . Star.nesdis.noaa.gov . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ [1] [ enlace muerto ]
- ^ "El componente de oceanografía física de la serie temporal del océano de Hawaii (HOT / PO)" . Soest.hawaii.edu . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Sitio web de datos de JKEO" . Jamstec.go.jp . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Línea W - Monitoreo de las corrientes fronterizas occidentales profundas del Océano Atlántico Norte" . Whoi.edu . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "conjunto de datos: FUENTES" . Iridl.ldeo.columbia.edu . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "VENUS celebra 6 años de transmisión de datos" . Oceannetworks.ca . Consultado el 3 de noviembre de 2015 .
- ^ "Estrecho central de Georgia" . Oceannetworks.ca . Ocean Networks Canadá. Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2015 . Consultado el 3 de noviembre de 2015 .
- ^ Jenkyns, Reyna (20 de septiembre de 2010). "NEPTUNO Canadá: integridad de los datos desde el fondo marino hasta su puerta (virtual)". Océanos 2010 . págs. 1-7. doi : 10.1109 / OCEANS.2010.5664290 . ISBN 978-1-4244-4332-1. S2CID 27181386 .
- ^ [2] Archivado el 20 de julio de 2009 en la Wayback Machine.
- ^ "Vuelo a través del Atlántico - Scarlet Knight" . Rucool.marine.rutgers.edu . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Inicio" . Ioc-goos.org . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Organización Meteorológica Mundial" . Wmo.int . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ https://web.archive.org/web/20080818155637/http://www.ocean.us/ . Archivado desde el original el 18 de agosto de 2008 . Consultado el 4 de septiembre de 2008 . Falta o vacío
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( ayuda ) - ^ "Argo: sitio web oficial" . Argo.net . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Argo - parte de la estrategia de observación global integrada" . Argo.ucsd.edu . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Observando el océano" . Godae.org. Archivado desde el original el 16 de febrero de 2012 . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ "Ocean Networks Canadá" . oceannetworks.ca . Consultado el 2 de noviembre de 2015 .
- ^ [3] Archivado el 29 de junio de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ "Consorcio para el liderazgo oceánico" . Archivado desde el original el 26 de abril de 2009 . Consultado el 14 de enero de 2015 .
- ^ FixO3 , página web oficial