Transecto Meridional Atlántico
Apoyado por datos satelitales casi en tiempo real de NEODAAS
El Transecto ( Muestreo caracterizado por la toma de datos en determinados recorridos prefijados) Meridional Atlántico (AMT) es un programa de investigación que toma muestras del océano abierto entre el Reino Unido y el Atlántico Sur, y recientemente partió para AMT30 después de un intervalo de 3 años debido a COVID.
El Transecto Meridional Atlántico (abreviado como AMT) es un programa oceanográfico multidecenal que realiza investigaciones biológicas, químicas y físicas durante los viajes anuales entre el Reino Unido y destinos en el Atlántico Sur. El programa AMT en curso se inició en 1995 para evaluar los procesos biológicos en el Océano Atlántico desde la mesoescala hasta la escala de cuenca. Una de las primeras actividades del programa fue la calibración de mediciones y productos producidos por el sensor satelital SeaWiFS (1997-2010) para la clorofila oceánica.
El programa AMT está dirigido por el Laboratorio Marino de Plymouth, con el apoyo del Centro Nacional de Oceanografía. Actualmente está financiado por el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural (NERC).
Desde su creación en 1995, el programa ha realizado 26 cruceros de investigación con 256 científicos procedentes de 22 países. El programa AMT ha proporcionado datos para más de 300 publicaciones arbitradas, así como 75 tesis doctorales.
La ruta de crucero de regreso del programa AMT opera entre el Reino Unido en el Atlántico Norte y las Islas Malvinas, Chile o Sudáfrica en el hemisferio sur, y su distancia total puede ser de hasta 13,000 kilómetros (8,100 millas). La pista cruza una serie de provincias biogeoquímicas, incluidos los sistemas productivos de afloramiento templado y ecuatorial, y los giros oligotróficos del océano Atlántico norte y sur. Al muestrear esta amplia gama de ecosistemas planctónicos, los cruceros del programa AMT proporcionan un conjunto de datos consistente en una amplia escala espacial y desempeñan un papel importante en la comprensión del ciclo oceánico del carbono.
Los objetivos del programa Atlantic Meridional Transect (AMT) son cuantificar la naturaleza y las causas de la variabilidad ecológica y biogeoquímica en los ecosistemas planctónicos del Océano Atlántico y evaluar los efectos de esta variabilidad en el ciclo biológico del carbono y el intercambio aire-mar de gases y aerosoles radiativamente activos. Los datos marinos y atmosféricos se han recopilado dos veces al año a lo largo de un transecto de 13.500 km en el Océano Atlántico entre 50 ° N y 52 ° S desde 1995. La pista de crucero permite realizar mediciones biogeoquímicas dentro de los giros oligotróficos del Atlántico Norte y Sur poco estudiados, así como dentro de las regiones ecuatoriales y costeras de afloramiento.
La gama de ecosistemas muestreados durante la AMT ha facilitado la calibración y validación de técnicas ópticas, microbiológicas, moleculares y analíticas recientemente desarrolladas y ha proporcionado un banco de pruebas para la ecología comparativa y el desarrollo de modelos atmosféricos y oceanográficos.
Este documento describe la justificación y la metodología del programa. Las mediciones oceánicas superiores de densidad, nitrato y clorofila a (Chl a) se presentan para ilustrar la variabilidad estacional, interanual y decenal en hidrografía. Las distribuciones estacionales de óxido nitroso disuelto (N2O) y metano (CH4) se utilizan para obtener estimaciones del flujo mar-aire de estos gases en el giro del Atlántico Sur. Se revisan las observaciones realizadas durante el AMT y publicadas desde 2000, y se destacan los hallazgos clave. Se discute en qué medida se han alcanzado los objetivos del programa y se sugieren mejoras para el futuro.
El Servicio de Adquisición y Análisis de Datos de Observación de la Tierra de NERC (NEODAAS) ha estado suministrando datos satelitales a la misión de investigación AMT desde 1998, lo que proporciona a los científicos a bordo una "vista desde arriba" y ayuda a identificar áreas de interés, como la alta productividad.
A cambio, las mediciones recogidas como parte de AMT forman un papel crucial en la validación de los productos satelitales ofrecidos por NEODAAS y permiten mejoras en los algoritmos.
Estas son algunas de las imágenes satelitales enviadas al equipo de AMT30 cuando comenzaron a muestrear la longitud del Océano Atlántico (círculo rojo ubicación del barco, manchas blancas cubierta de nubes, áreas negras tierra). A menudo, los datos de un solo día son demasiado nublados, por lo que NEODAAS combina imágenes de varios días para producir una imagen más completa.
La iniciativa SAMOC permite comprender mejor el papel único del Atlántico Sur en la circulación de desbordamiento mundial
Publicado 23 de enero de 2023 por Comunicaciones del AOML a Oceanografía física
La cinta transportadora oceánica
Un "meridiano" es una línea norte-sur en el globo a lo largo de una longitud constante. El término "meridional" se utiliza habitualmente para referirse al movimiento que se produce principalmente en dirección norte-sur.
La Circulación Meridional Inversa es un componente de la circulación oceánica que mueve constantemente el agua, el calor, la sal, el carbono y los nutrientes de norte a sur dentro de las cuencas oceánicas y, en última instancia, entre las cuencas oceánicas y alrededor del globo. En el océano Atlántico, el agua caliente y salada de la parte superior del océano es transportada desde el Atlántico Sur hacia los mares nórdicos (Groenlandia, Inglaterra y el norte de Canadá), donde, tras perder su calor en la atmósfera y mezclarse con las masas de agua del entorno, se hunde y forma aguas profundas que fluyen hacia el sur hasta la Antártida.
La circulación oceánica juega un papel importante en la absorción de carbono de la atmósfera
Los océanos juegan un papel importante en la absorción de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, y el calor de la atmósfera. Esta absorción puede ayudar a mitigar los efectos tempranos de las emisiones humanas de dióxido de carbono. La Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico actúa como una cinta transportadora de agua oceánica desde Florida hasta Groenlandia. A lo largo del viaje hacia el norte, el agua cerca de la superficie absorbe gases de efecto invernadero, que se hunden a medida que el agua se enfría cerca de Groenlandia. De esta manera, el océano entierra efectivamente los gases en las profundidades de la superficie.
https://youtu.be/zauJQzti7FQ
Desde la puesta en marcha de la iniciativa internacional sobre la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico Sur (SAMOC) en 2007, se han logrado avances sustanciales en la observación y comprensión del componente atlántico sur de la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico (AMOC). Los objetivos de la iniciativa SAMOC son monitorizar los flujos oceánicos de masa, calor y agua dulce relevantes desde el punto de vista climático, proporcionar observaciones para validar y mejorar los modelos numéricos y las predicciones climáticas, y comprender los impactos de la SAMOC sobre el clima y el tiempo.
Gracias a la red de observaciones coordinadas internacionalmente de la iniciativa SAMOC, los científicos han demostrado que el océano Atlántico Sur se ha calentado desde su superficie hasta las profundidades, que la salinidad de la capa superior del océano ha aumentado y que las masas de aguas intermedias y profundas se están refrescando. Recientes observaciones y modelos sugieren también que la reducción de la fuerza del AMOC debida al calentamiento antropogénico puede estar relacionada con el calentamiento de la superficie y la salinización del Atlántico Sur. El seguimiento de estos cambios en las masas de agua y de sus causas es una prioridad permanente de la investigación en el Atlántico Sur.
Renellys Pérez, Shenfu Dong y Claudia Schmid, científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico(AOML) de la NOAA, contribuyeron a un importante artículo de revisión internacional publicado recientemente en Communications Earth and Environment
Y dirigido por María Paz Chidichimo (Consejo Argentino de Investigaciones Científicas-CONICET y Servicio Hidrográfico, Buenos Aires, Argentina).
El equipo de la NOAA trabajó con coautores de seis países (Argentina, Brasil, Francia, Alemania, Sudáfrica y Estados Unidos) para sintetizar los conocimientos adquiridos sobre los flujos de inversión, los intercambios interoceánicos y las distribuciones y trayectorias de la masa de agua en el Atlántico Sur a partir de 15 años de observaciones del SAMOC.
La circulación mundial de retorno es un sistema de corrientes oceánicas que desplaza calor, agua dulce y carbono por la Tierra. Hay un exceso de calor en los trópicos con respecto a los polos debido a la radiación solar entrante. El océano, en concreto el AMOC, desempeña un papel clave en la redistribución de este calor, así como de la sal, el oxígeno disuelto, los nutrientes y el carbono por todo el sistema climático mundial. Las variaciones en la intensidad de la AMOC tienen repercusiones sociales directas sobre el nivel de los mares costeros, las olas de calor marinas, los fenómenos meteorológicos extremos y los cambios en la meteorología regional y el clima mundial.
El AMOC está formado por dos fuertes células giratorias, una superior que transporta agua cálida y salada desde el Océano Atlántico Sur subtropical a través del ecuador. El agua fluye hacia el norte, hacia las altas latitudes del Atlántico Norte, donde se enfría, se hunde y fluye hacia el ecuador como agua fría y profunda. Esta célula superior se asienta sobre una célula de agua más fría y densa procedente del borde helado de la Antártida, conocida como célula abisal. Juntas, estas células transportan un máximo del 25% del transporte neto mundial de energía (calor) de los océanos y la atmósfera.
Esquema idealizado de la circulación de desbordamiento en el océano Atlántico. El esquema representa las trayectorias de las aguas superficiales (rojo), intermedias (amarillo), profundas (azul) y abisales (púrpura) sobre la topografía del fondo (sombreado azul). Las transiciones entre estos colores indican transformaciones de la masa de agua. Las corrientes importantes y las características topográficas mencionadas en el texto están etiquetadas, y las líneas blancas discontinuas indican las latitudes nominales de las cinco redes de vigilancia de la AMOC. Figura reproducida de Chidichimo et al. (2023).
El Océano Atlántico Sur desempeña un papel único en la circulación mundial de desbordamiento. Es la única cuenca oceánica que transporta calor hacia el ecuador (en lugar de hacia los polos), y es la cuenca en la que destacan tanto las células superiores como las abisales. Además, es el único canal que conecta las masas de agua atlánticas con el resto de los océanos del mundo. El Atlántico Sur recibe y transforma grandes cantidades de aguas de los océanos Pacífico e Índico antes de transferirlas al Atlántico Norte. En el océano profundo, las masas de agua fría del Atlántico Sur (formadas originalmente en el Atlántico Norte) son exportadas por la AMOC a otras cuencas oceánicas. La teoría y los modelos sugieren que la dirección del transporte meridional de agua dulce por estas masas de agua que entran y salen del Atlántico Sur puede ser clave para la estabilidad de la AMOC.
El sistema de observación del Atlántico Sur se compone principalmente de redes fijas transcuenca y de corrientes limítrofes, así como de observaciones hidrográficas desde buques (conductividad, temperatura y profundidad, CTD; y batiesfermógrafo portátil, XBT).
Los investigadores de SAMOC también utilizan satélites globales, flotadores de perfilado Argo y boyas de superficie a la deriva, que proporcionan observaciones clave para los estudios de la AMOC.
Esquema del sistema de observación de SAMOC, incluidos los vínculos con los sistemas de observación relacionados con AMOC con otras cuencas oceánicas a través de intercambios interoceánicos. Las redes de transporte fijas en el Atlántico tropical y subtropical se identifican con líneas amarillas continuas (SAMBA, TRACOS, SAGA, MOVE y RAPID/ MOCHA/WBTS).
Los anteriores conjuntos relacionados con el AMOC en el Paso de Drake (cDrake) y al sur de Sudáfrica (GoodHope) se identifican como líneas verdes continuas. Los transectos XBT repetidos se indican con líneas discontinuas azul claro (AX08, AX18, AX22, AX25, AX97), y las líneas CTD repetidas se indican con líneas blancas continuas (24°N, 11°S, 24°S, 30°S, 32°S, 34,5°S, SR1b, A12). El sombreado de color indica regiones elevadas de varianza de la altura de la superficie del mar (SSH) en unidades dem2 (es decir, regiones con fuertes remolinos y alta variabilidad de mesoescala). Figura reproducida de Chidichimo et al. (2023).
Las observaciones hidrográficas en el Atlántico Sur a través del Pasaje de Drake y al sur de Sudáfrica a partir de repetidos transectos CTD y XBT realizados desde buques han sido fundamentales para evaluar la distribución, las propiedades y la dinámica oceánica de gran a mesoescala (1000 km a 50 km) en la cuenca, proporcionando instantáneas de la fuerza de los transportes de volumen, calor y agua dulce de la AMOC.
Los conjuntos de datos hidrográficos de la región han aumentado espectacularmente en los últimos 20 años, debido en gran parte a la expansión del programa internacional Argo en la década de 2000.
En marzo de 2022, había más de 540 flotadores Argo activos (incluyendo ~210 flotadores Argo biogeoquímicos y una docena de flotadores Argo profundos) recogiendo perfiles de propiedades del agua en el sector del Atlántico Sur entre el ecuador y los 60°S.
Mediante el análisis de datos hidrográficos que abarcan varias décadas, es posible evaluar cómo varían con el tiempo las propiedades y las vías de la masa de agua de la AMOC.
Los datos hidrográficos también se han combinado con observaciones del nivel del mar y de los vientos desde satélites para proporcionar importantes conocimientos sobre los cambios multidecenales de la AMOC a través del Atlántico Sur.
Además, la expansión de la red de observación SAMOC en los últimos 10-15 años, en particular a lo largo de la línea SAMBA a 34,5°S y de la línea TRACOS a 11°S, ha proporcionado información clave sobre la estructura y la variabilidad diaria de los transportes de volumen del AMOC en estas dos latitudes, así como sobre la estructura y la variabilidad correspondientes de los flujos fronterizos occidental y oriental en el Atlántico Sur.
En 34,5°S, también se han realizado estimaciones diarias del transporte meridional de calor por el AMOC y del transporte de volumen por la célula abisal utilizando datos de fondeo.
Los cruceros de apoyo a las redes de boyas de 34,5°S y 11°S han aumentado considerablemente el número de perfiles hidrográficos de profundidad total disponibles en la región.
Al mismo tiempo, los sistemas de observación situados a la entrada de las cuencas del Pacífico y del Índico vigilan los procesos de intercambio interoceánico que influyen en los transportes de la AMOC a 34,5°S y en las propiedades de la masa de agua en el Atlántico Sur.
Durante las dos últimas décadas, la comunidad científica internacional de SAMOC ha realizado numerosos avances en el estudio de la AMOC gracias al crecimiento de los programas de observación a largo plazo en la cuenca atlántica y a las técnicas de análisis observacional recientemente desarrolladas.
Además de los avances logrados en la comprensión de la variabilidad de la SAMOC, se han dado pasos importantes hacia el desarrollo de un enfoque equilibrado e integrador de la ciencia como parte de la iniciativa SAMOC
Como se documenta en un reciente artículo de opinión publicado en Communications Earth and Environment por Renellys Perez (AOML), Silvia Garzoli (AOML emérita), Rebecca Hummels (GEOMAR) e Isabelle Ansorge (Universidad de Ciudad del Cabo), la comunidad de SAMOC tiene una cultura de colaboración que se ha fomentado a lo largo de los años mediante talleres conjuntos de SAMOC, trabajo de campo y sesiones científicas organizadas en grandes conferencias científicas.
El primer comité ejecutivo de SAMOC se creó con cuatro científicos (Alberto
Speich y Silvia Garzoli) de Argentina, Brasil, Francia y Estados Unidos, lo que supuso una participación paritaria de los hemisferios norte y sur y una representación equitativa de hombres y mujeres científicos.
Ciencia inclusiva
Atlántico
en el
Sur
Piola, Edmo Campos, Sabrina
Con el paso de los años, la iniciativa fue creciendo y el comité ejecutivo se amplió para incluir a científicos de Sudáfrica, Alemania y España, tanto en la mitad de su carrera como en la cúspide de su carrera, ampliando así el número de miembros a investigadores de los cuatro continentes que bordean el Océano Atlántico.
Participantes en la reunión SAMOC V. Foto de los asistentes al quinto taller de SAMOC en Buenos Aires, Argentina (SAMOC V, diciembre de 2014). Figura reproducida de Pérez et al. (2023)
A principios de 2022, se realizó un censo voluntario de la comunidad SAMOC en forma de encuesta en línea, que obtuvo 33 respuestas. Se dio a los participantes la opción de no responder a las preguntas demográficas o de utilizar su propia redacción para las respuestas. Algunos de los resultados pueden verse en la siguiente figura.
Encuesta a la comunidad SAMOC. Respuestas del censo voluntario de la comunidad SAMOC realizado en 2022:
a) Género con el que se auto identifican los encuestados,
b) país en el que trabajan actualmente,
c) titulación terminal, final o última obtenida, y
d) año de obtención de la titulación terminal, final o última.
De la encuesta se desprende que el 78,1% de los encuestados considera que la comunidad SAMOC es "muy integradora" en lo que respecta al género, y el 54,8% considera que SAMOC es "muy integradora" en lo que respecta a la raza o la etnia
En la actualidad, la iniciativa SAMOC abarca una serie de programas de observación distintos dirigidos por investigadores de más de nueve países, que abarcan una amplia gama de etapas profesionales.
Además de crear un entorno integrador y diverso, la comunidad de la iniciativa SAMOC aspira a crear capacidad en ciencias marinas.
Un ejemplo de ello es la creación de Universidades Flotantes, en concreto el crucero anual SEAmester de Sudáfrica, que es un derivado de los cruceros SAMOC. Estos cruceros presentan las ciencias marinas como un campo aplicado e interdisciplinar a estudiantes de todo el continente subsahariano, combinando el aprendizaje teórico en el aula con la aplicación de estos conocimientos mediante la investigación práctica.
Lo que empezó como un esfuerzo popular para estudiar el Océano Atlántico Sur y su impacto en el clima se ha convertido en una plataforma para la capacitación de mujeres y científicos internacionales.
Aunque aún quedan progresos por hacer, la iniciativa SAMOC ha creado un espacio único en el que científicos de varias generaciones y de diferentes procedencias y países de origen trabajan juntos para lograr una misión de investigación compartida.
Martin Eduardo Lucione
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Extraido NOAA – Atlantic Oceanographic & Meteorological Laboratory -
