El Circulation Experiment Océano Mundial (WOCE) era un componente internacional del Programa de Investigación Mundial sobre el Clima , y su objetivo era establecer el papel del Océano Mundial de la Tierra 's sistema climático . La fase de campo del WOCE se desarrolló entre 1990 y 1998, y fue seguida por una fase de análisis y modelado que se prolongó hasta 2002. [1] Cuando se concibió el WOCE, existían tres motivaciones principales para su creación. El primero de ellos 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 existía, y todavía hasta cierto punto, 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, hubo preocupaciones relacionadas con la precisión y confiabilidad de algunas mediciones. El WOCE estaba destinado a abordar estos problemas proporcionando nuevos datos recopilados en formas diseñadas para "satisfacer las necesidades de los modelos de circulación global para la predicción del clima". [2]
Metas
Se establecieron dos objetivos principales para la campaña. [1]
1. Desarrollar modelos oceánicos que se puedan utilizar en modelos climáticos y recopilar los datos necesarios para probarlos. Específicamente, comprenda:
- Flujos de calor y agua dulce a gran escala
- Equilibrio dinámico de la circulación oceánica mundial
- Componentes de la variabilidad oceánica de meses a 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 lograr el Objetivo 1, el PMIC delineó y estableció proyectos centrales 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 productos químicos, así como las estadísticas de 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 principal que cumplió el objetivo número uno fue el " Experimento de dinámica de giro ". El segundo y el tercero de estos enfoques 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 el modelado 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 los cambios a largo plazo en las corrientes oceánicas . Específicamente:
- Determinar representativo de conjuntos de datos específicos de WOCE
- Identificar los 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 continuo de observación del clima [3]
Modelado
Se utilizaron modelos en WOCE tanto para el diseño experimental como para el análisis de datos. Los modelos con uso de datos pueden incorporar varias propiedades, incluido el balance de viento térmico, el mantenimiento del balance de vorticidad barotrópica y la conservación de calor, agua dulce o masa. Las medidas útiles para estos parámetros son el calor, el agua dulce o la concentración de trazador; corrientes, flujos superficiales de calor y agua dulce; elevación de la superficie del mar. [3]
Durante WOCE se emplearon tanto el modelado inverso como la asimilación de datos. El modelado inverso es el ajuste de datos utilizando un procedimiento de ajuste de mínimos cuadrados numéricos 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 restringir completamente el modelo, de ahí la necesidad de un programa de campo completo.
Programa de campo
Los objetivos del programa de campo de WOCE fueron los siguientes. [1]
- El experimento será de naturaleza global y los principales componentes de observación se desplegarán en todos los océanos.
- El requisito de simultaneidad de las mediciones se impondrá únicamente cuando sea absolutamente esencial.
- Se aprovechará en la medida de lo posible la flexibilidad inherente a los arreglos existentes para la investigación cooperativa en la comunidad oceanográfica (y meteorológica) mundial.
Principales elementos del programa de campo de WOCE [3]
- Altimetría satelital : planes elaborados en torno a la disponibilidad de ERS – 1 y ERS – 2 (europeo), TOPEX / POSEIDON (EE. UU. / Francia) para estudiar los campos del forzamiento superficial 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-salinidad [2]
- Trazadores geoquímicos : uso de 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 de superficie oceánica : uso de mediciones in situ y satelitales para cuantificar los flujos de calor, agua y momento (necesario para modelar la circulación termohalina y impulsada por el viento)
- Vientos satelitales : uso de boyas de superficie, barcos de observación voluntaria (VOS) y sistemas de dispersómetro de microondas satelitales para medir el campo de viento en la superficie
- Observaciones meteorológicas de superficie de VOS : mejora del muestreo y precisión en las mediciones meteorológicas de superficie, así como aumento de la cobertura del área
- Observaciones del océano superior de los buques mercantes de la oportunidad : líneas de muestreo de batitermógrafo desechable (XBT) para estudiar los cambios en el contenido de calor del océano superior
- Mediciones del nivel del mar in situ : actualización e instalación de nuevos medidores del nivel del mar para calibrar las mediciones altimétricas
- Boyas y flotadores a la deriva: las boyas a la deriva de la superficie proporcionan mediciones como la presión a nivel del mar , la temperatura de la superficie del mar , la humedad , la precipitación , 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.
- Estimaciones mejoradas de la circulación oceánica global, el transporte de calor y la mezcla a partir de datos hidrográficos , A. Ganachaud & C. Wunsch, Nature, noviembre de 2000
- Ocean Circulation and Climate, Observing and Modelling the Global Ocean, 1st Edition , Eds. Gerold Siedler , John Gould y John Church, Academic Press, 736pp. (Serie 77 de Geofísica Internacional) 2001
- Transporte de volumen, calor y agua dulce de la circulación oceánica mundial 1993-2000, estimado a partir de un modelo de circulación general restringido por los datos del Experimento de circulación oceánica mundial (WOCE) , D. Stammer, C. Wunsch, R. Giering, C. Eckert, P .Heimbach, J. Marotzke, A. Adcroft, CN Hill, J. Marshall, Journal of Geophysical Research, enero de 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) , A. Ganachaud, Journal of Geophysical Research, julio de 2003
- Transportes oceánicos de nutrientes y oxígeno y límites en la producción de exportación durante el Experimento de Circulación Oceánica Mundial , A. Ganachaud, Carl Wunsch, Global Biogeochemical Cycles, octubre de 2002
- 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
Ver también
- Estudio geoquímico de secciones oceánicas (GEOSECS)
- Proyecto de análisis de datos oceánicos globales (GLODAP)
- Atlas mundial de los océanos (WOA)
enlaces externos
- Página de acceso al legado de datos de WOCE en el Centro Nacional de Datos Oceanográficos (EE. UU.)
- Atlas electrónico de datos WOCE en el Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina , Bremerhaven
- Página de WOCE en Wayback Machine (archivada el 17 de abril de 2009) en el Centro Nacional de Oceanografía, Southampton (Reino Unido)
- Conjunto de datos WOCE con capacidad de búsqueda, archivado en el sistema de información PANGEA
- Observaciones de WOCE 1990-1998; un resumen del recurso de datos globales de WOCE, Oficina de Proyectos Internacionales de WOCE, Informe WOCE No. 179/02., Southampton, Reino Unido. (pdf 18,9 MB)
Referencias
- ^ a b c Clima y circulación oceánica: Experimento de circulación oceánica mundial. Consultado el 7 de diciembre de 2013.
- ^ a b c El experimento de circulación oceánica mundial. JD Woods. Consultado el 7 de diciembre de 2013.
- ^ a b c d e Plan científico para el experimento de circulación oceánica mundial. JD Woods. Consultado el 7 de diciembre de 2013.