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Comisión Oceanográfica lntergu bernamental Colección Técnica

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Programa de desarrollo de un sistema de observación del océano Un Plan de Acción del Programa Mundial de Investigación sobre el Clima

Patrocinadores del Programa: Organización Meteorológica Mundial Consejo Internacional de Uniones Científicas Comité Científico de Investigaciones Oceánicas Comisión Oceanográfica lntergubernamental

Unesco 1984

Las designaciones utilizadas y la presentación del material en esta publicación no implican la expresión, por parte de las Secretarías de la Unesco y de la COI, de ningún juicio sobre la condición jurídica de ningún país o territorio, o de sus autoridades, o sobre las delimitaciones de las fronteras de ningún país o territorio.

Para toda referencia bibliográfica, el presente documento deberá citarse como sigue: OMM-CIUC-SCOR-CIO Programa de desarrollo de un sistema de observación del océano. COI Col. Téc. 27, Unesco 1984, 32 p.

ISBN 92-3-302289-7 Edición inglesa 92-3-1 02289-X Edición francesa 92-3-202289-3 Edición rusa 92-3-402289-0

Publicada en 1984 por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura 7, place de Fontenoy, 75700 París

Compuesto e impreso en los talleres de la Unesco

0 Unesco 1984 Impreso en Francia

Prefacio

Como la mayoría de los adelantos en oceanografía, los experimentos oceanográficos* que se están pla- nificando para el Programa Mundial de Investiga- ción sobre el Clima dependerán de que se aplique una combinación de tecnologías nuevas y antiguas: satélites para medir la temperatura de la superficie del mar, la fuerza y la dirección del vien- to, y la topografía de la superficie del océano; batitermógrafos no recuperables (XBT) y registra- dores de conductividad-profundidad-temperatura (CTD); boyas a la deriva y ancladas; y la tomo- grafía acústica, nueva técnica en la que se utilizan las notables propiedades del sonido en el agua del mar. El uso principal de los buques de investigación oceánica consistirá en hacer lanzamientos hidrográficos profundos y en seguir el hundimiento de las masas de agua por mediodetra- zadores geoquímicos. Para diversos fines, los instrumentos más útiles serán los mareómetros instalados en las costas abiertas y en las islas, y utilizados para medir, en lugar de las mareas, las variaciones mensuales del nivel medio del mar.

Los satélites para la observación del océano no podrán utilizarse hasta los Últimos años de la década de los 80. Pero, antes de ello, hay muchas cosas que pueden y deben hacerse. Por ejemplo, en las fases iniciales del TOGA, pueden efectuarse observaciones esenciales sobre las corrientes, las propiedades del agua y los parámetros meteorológi- cos, utilizando boyas a la deriva y ancladas, XBT, XCTD, buques superficiales, mareómetros y estaciones de observación meteorológicas.

Los valores semanales o mensuales del nivel medio del mar obtenidos a partir de los mareóme- tros pueden interpretarse directamente como variaciones, o bien de la intensidad de las corrientes geostróficas, o bien de la profundidad de la capa de agua caliente por debajo de la superficie. La mayoría de los Estados Miembros de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI! y de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) deberían poder manejar uno o más ma-reómetros y realizarlas mediciones conexas de la temperatura y la salinidad. Estas observaciones deberían ser especialmente Útiles para los paises en desarrollo, pues los ayudarían a comprender las variaciones oceá- nicas frente a sus costas, que afectan a la pesca y los recursos marinos. Por ejemplo, si se pu- diera seguir minuciosamente la secuencia de acon- tecimientos de un fenómenode EiNiño, mediante una serie adecüada de observaciones del nivel medio del mar y de la temperatura de las aguas superficiales

*TOGA - Estudio de la Variabilidad Interanual de los Océanos Tropicales y la Atmósfera Mundial.

del Océano. WOCE - Experimento Mundial sobre la Circulación

y subsuperficiales, se facilitaría la planificación de la pesca en Ecuador, Perú y Chile.

La determinación de la variabilidad del océano en el tiempo y el espacio es un elemento esencial de las actividades oceanográficas en apoyo delPMIC. Se trata en el presente caso de series cronológicas de exploración de las medidas del océano,que sepro- longan a lo largo de cinco a diez años, para determinar las estadísticas de primer orden de la variabilidad del océano, asi como de series cronológicas continuas que comprendan muchos años para vigilar las condiciones oceánicas en zonas climáticamente críticas.

Tanto las series cronológicas de exploración como las de vigilancia suelen efectuarse como partes de programas oceanográficos nacionales, emprendidos con una serie de objetivos, entre otros, la predicción del tiempo y del clima, y para lograr una mayor comprensión de las fluctuaciones temporales y espaciales en la pesca. mismas podemos mencionar el programa SECTIONS de la URSS, las secciones hidrográficas japonesas a lo largo del meridiano 1370 E, que se han repetido durante muchos años, los estudios detallados de la región de Kuroshivo realizado por el Japón, y los estudios de American Transpac XBT. mas de series cronológicas se emprenden en forma cooperativa entre dos o más países, como ilustran ia colaboración de 1aRepúblicaDemocráticaAlemana en eiprogramaSECTIONS, losestudiosde XBT realizados en el Pacífico por oceanógrafos franceses de Numea, ylas series cronológicas de observaciones hi- drográficas realizadasa lo largode muchos años por el Consejo Internacionalpara 1aExploración delMar.

tudio del océano mundial que se efectúa en los actuales programas de observación, sobre todo en el Océano indico, en el Atlántico meridional y en el Pacífico meridional, y hay muchos Estados Miembros más que necesitan emprender programas de observaciones para comprender mejor las fluctuaciones de las condiciones oceánicas que afectan a los recursos biológicos que están bajo su jurisdicción, así como para contribuir al PMIC.

El Programa de Desarrollo de un Sistema de Observación Oceánica, preparadoporel ComitéMixto, SCOR-COI sobre los Cambios Climáticos y el Océano (CCCO) en cooperación con el Comité CientíficoMix- to para el PMIC, describe los principios que debe- rían aplicarse para mejorar y ampliar los programas de observación del océano en el marco de la COI y de la OMM en apoyo del PMIC. El Programa de Desa- rrollo destaca la necesidad de establecer criterios para la calibración, la fiabilidad y la exactitud, el problema del tratamiento de datos, la asimilación y la distribución oportuna para su empleo en estudios modelo y en problemas de eficacia en función del costo y de pertinencia en el desarrollo de un sistema mundial de vigilancia del océano con fines climáticos.

Como ejemplo de las

Algunos progra-

Es obvio que existen grandes lagunas en el es-

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Resumen

El presente informe describe los principios que deberían regir el Programa de Desarrollo de un Sistema de Observación del Océano (OOSDP), a los fines de las tres esferas de actividad del Pro- grama Mundial de Investigaciones sobre el Clima, y discute los problemas que exigen una acción en el futuro próximo. Debido a las limitaciones de los conocimientos y experiencias actuales, tanto los objetivos como la aplicación deberán evoiu- cionar y construir sistemáticamente la base de planes futuros más eficaces. Al mismo tiempo,! este enfoque debe servir de sustento a los principales experimentos de investigación del PMIC y, en algunos pocos casos, fijar base para determinar los cambios a largo plazo. ~i informe se li- mita a las actividades de observación que podrían describirse como de vigilancia o casi operacionales, yexcluye todas las mediciones que normalmente necesitarían los servicios de un buque de inves- tigación. Tampoco se discuten temas de química o de biología.

La mayoría de los subsistemas de observación existentes se han establecido por otras razones. Habrá que perfeccionarlos para poderlos aplicar a fines climáticos a medida que se introduzcan nuevas tecnologías susceptibles de ser utilizadas de forma continua a escala mundial, y tendiendo siempre al rendimiento general de los elementos de ob- servación, gestión de datos y sistema de análisis en función de metas claramente especificadas. Sin embargo, éstas cambiarán a medida que se mejore el conocimiento del sistema climático.

conocen aproximadamente y de un modo provisional En lo que se refiere a ciertas variables, se

los requisitos cuantitativos o podrán determinarse éstos en un futuro próximo; pero, en el caso de otras, será necesario un periodo considerable de series cronológicas exploratorias antes de establecer la magnitud de la señal y de las fluctuaciones naturales que la caracterizan.

Las acciones propuestas son de cuatro tipos:

gramas principales especificos, modificación de detalles en los procedimientos existentes de acopio de datos y de análisis,

piloto,

quieran explicación o una planificación más minuciosa. Las acciones se resumen en la Sección 3, que

también contiene sugerencias en cuanto a qué grupo internacional debería asumir la responsabilidad principal de cada punto.

Debido al carácter iterativo y diversificado de la toma de decisiones en esta esfera, la fija- ción de 1.35 prioridades y de un calendario será necesariamente provisional y todas las acciones dependerán de la disponibilidad de los recursos adecuados. Se sabe que estas propuestas constituyen un gran desafio para las naciones del mundo, que exige importantes innovaciones, dedicación y recursos, así como una colaboracidn internacional eficaz. De todas maneras, la documentación y la comprensión de la variabilidad climática y de los cambios a largo plazo no serán posibles sin unes- fuerzo mundial concertado que aborde directamente las necesidades apuntadas en este documento.

- la iniciación de un número limitado de pro-

- - la iniciación de programas de desarrollo y

- estudios de los puntos principales que re-

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lndice

1 . INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1 Estructura del Programa Mundial de Investigaciones sobreelelima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Objetivos del Programa de Desarrollo de un Sistema de Observación Oceánica . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.3 Naturaleza de la actividad del programa . . . . .

1.4 Hipótesis de base . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5 Requisitos para la Fase 1 del PMIC . . . . . . . . . .



1.8 Organización del presente informe . . . . . . . . .

2 . ELEMENTOS DE OBSERVACION . . . . . . . . . . . . . . .

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

Temperatura superficial del mar . . . . . . . . . . . .

Nivel medio del mar . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tensión en la superficie . . . . . . . . . . . . . . .

Almacenamiento del calor subsuperficial . . . . . . . .

Hielomarino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Flujo térmico superficial . . . . . . . . . . . . . . .

Corrientes oceánicas . . . . . . . . . . . . . . . . .

Boyas a la deriva . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 . PUNTOSDEACCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

GLOSARIO DE SIGLAS Y TERMINOS ESPECIALES . . . . . . . . . . . .

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1.

1.1 Estructura del PMIC

Introducción

El Programa Mundial de Investigación sobre el Clima se ha dividido conceptualmente en las tres fases siguientes: Fase 1, La base física para la predicción a largo

plazo de las anomalías climáticas, Fase 2. La variabilidad interanualdelclimaatmos-

férico mundial y de los océanostropicaies, Fase 3. Las variaciones a largo plazo y la sensi-

bilidad del sistema climático frente a las influencias externas.

El sistema de observación oceánica está ínti- mamente relacionado con cada una de esas tres fases, y para que resulte eficaz en función del costo, deberá satisfacer las exigencias de las tres. Como los elementos precisos delprograma en cada fase, están aún en evolución, cualquier es- pecificación de los mismos que figure en este documento deberá considerarse como provisionalycomo una propuesta para que pueda entablarse un diálogo iterativo y realista. Sin embargo, muchos aspectos ya están en claro y proporcionan un enfoque inicial de este plan.

1.2 Objetivos del OOSDP Dadas las largas escalas temporales necesa-

rias para caracterizar el sistema climático, el estado actual de nuestros conocimientos de este sistema y las perspectivas de nuevas tecnologias importantes, el sistema de observación oceánica debe ser evolutivo en su concepto y aplicación. Inicialmente aportará determinadas series conjun- tas de datos y series cronolóqicas multivariables para: 1.

2.

3.

4.

Definir fenómenos en gran escala en escalas cronológicas de variabilidad estacionales y más largas, que permitirán la realización de análisis con características bien establecidas en lo que a calidad y errores probables se refiere. Proporcionar datos de entrada sobre las condiciones oceánicas para modelos de predicción atmosférica a largo plazo. Ofrecer una base de datos que permita realizar intercomparaciones con las nuevas tecno- logías de la observación y con los nuevos métodos de análisis, lo cual permitirá una evaluación cabal y conservar la continuidad con los registros anteriores. Comenzar a proporcionar información cuantitativa sobre campos derivados básicos, tales como la fuerza del viento y el flujo térmico superficial, necesarios en gran escala para validar los modelos oceánicos numéricos. climáticos, se pueda elaborar un sistema más eficaz en función del costo, que se utilizará como base piloto para la predicción del clima.

5.

1.3

Sentar la base experimental a partir de la cual, a medida que se conozcan mejor los me- canismos de la variabilidad y de los cambios

Naturaleza de la actividad del programa Estos objetivos son fruto de los debates de la

reunión sobre las "Series cronológicas de las mediciones del océano", Tokio, 1981 (WCP-il), de la re- unión sobre "Un sistema piloto de vigilancia del Océano", Miami, 1979, de la Conferencia de Estudio sobre "Experimentos Oceanográficos en gran Escala para el Programa Mundial de Investigación sobre el Clima", Tokio, 1982 (WCRP-l), de la cuarta reunión del Comité sobre los Cambios Climáticos y el Océano (CCCO), París, 1983, y de las deliberaciones de 10. Organización Meteorológica Mundial (OMM) y de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (coi). La actividad que ha de realizar el Programa de Desa- rrollo de un Sistema de Observación Oceánica se ha descrito de diversos modos: "Mediciones de series cronológicas" , "Vigilancia Piloto del Océano", "Se- ries Cronológicas y Vigilancia Exploratorias", "Vi- gilancia General" y "Observación del Océano". Apa- rentemente esta diversidad surge, en parte, de los distintos significados que se atribuyen alapalabra "vigilancia" en los diferentes países, incluso en los de habla inglesa, y, en parte, de diferencias reales que existen en el concepto de la función propiamente dicha de este componente del programa.

La actividad a que aqui nos referimos se ca- racteriza por una serie de rasgos que la diferen- cian de la mayoría de las formas de investigaciones oceanográf icas. Tiene un componente principal de observación compartido por muchos individuos. Se emprende con la intención de que prosiga de manera uniforme durante un cierto número de años, más de lo que suele considerarse adecuado para un solo proyecto de investigación. Utiliza plataformas de observación y un personal del que puede disponerse con más facilidad que de los buques de investiqa- ciÓn y los investigadores científicos. Los sistemas de satélites desempeñarán una función cada vez más importante en los próximos años. Dentro del sistema de que se trata, se procura caracterizar tendencias y fenómenos más bien que proporcionar información completa sobre procesos individuales dentro del sistema que se está observando.

Si bien este tipo de actividad está por necesidad profundamente arraigado en los experimentos principales del PMIC, exige un enfoque y una organización especiales, que atiendan especialmente al desarrollo ordenado de un sistema coherente para las observaciones, la gestión de los datos y los procedimientos de análisis. El problema que se plantea de irmediato es cómo ajustar las capacidades actuales para proporcionar un sistema que satisfaga los objetivos señalados cupra. Exige ello una evaluación detallada dsl estado actual

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del conocimiento de las escalas espacial y temporal de las variables oceánicas y atmosféricasper- tinentes, así como de la capacidad de los instrumentos existentes y de la capacidad potencial de acopio de datos.

determinación de estos factores y una evaluación cuantitativa del rendimiento global previsto del sistema, según los objetivos señalados supra. Ha de reconocerse que no todas las acciones necesarias para el buen funcionamiento del programa en- cajarán bien en semejante esquema ideal. Existe una considerable experiencia que se ha aplicado ya a diversos aspectos del problema. En muchos casos habrá de ponerse remedio inmediato y gradual a las deficiencias notorias de las operaciones actuales. Las decisiones sobre la creación de nueva instru- mentación muchas veces habrán de tomarse sin que se conozcan completamente las situaciones especificas en que vaya a aplicarse. Habrádeconfiarse en gran medida en esfuerzos y colaboraciones vo- luntarias en programas cuya justificación primera es muy diversa. Así, habrán de estimularseyapro- vecharse constructivamente los aportes potencial- mente útiles de todo tipo. No obstante, parte primordial de su evolución actual habrá de ser la evaluación cuidadosa del rendimiento del sistema, incluidos los procedimientos de análisis y los errores probables de sus resultados.

Por Último, el fundamento nacional difiere mucho del de los experimentos de investigación. Se percibe que, a lo largo de todo el futuro previsible, las observaciones del océano formarán parte del sistema climático, tanto para documentar las variaciones interanuales comoparaevaluar los cambios o tendencias a largo plazo. Esta actividad comprende todo aquello que ha de hacerse en este momento para satisfacer esa necesidad, sea con el propósito de continuarlo indefinidamente, sea con miras a elaborar un sistema que puedacon- tinuarse indefinidamente .

La fase inicial de ajuste ha de comprender la

3a) Actualmente el conocimiento de los procesos oceánicos es tal que sólo pueden especificarse en forma Útil algunas de las condiciones para los modelos de predicción.

4a) Por "viable en el próximo decenio" se entiende un sistema de observación actualmente en evo- lución capaz de dar una descripción fenomeno- lógica global de diversas variables y de satisfacer los requisitos cuantitativos de los modelos en el caso de algunas de ellas. De todas maneras, ello dista de ser un sistema completo de observación. Se presupone también que, durante el próximo

decenio, el sistema de observación oceánica estará complementado, en el campo de la investigación,por mediciones adecuadas, tanto para aumentar sustan- cialmente nuestro conocimiento de ciertos aspectos clave del sistema climático, como para contribuir a definir mejor los requisitos observacionales. La figura nos ofrece ilna imagen conceptual de todo el programa. Debe observarse que las partes están relacionadas entre si de muchas maneras. Porejem- plo, actualmente deberán realizarse mediciones de la variabilidad en gran escala de la capa superior del océano para atesorar experiencias para la ela- boración de futuros sistemas. De todas maneras, las prioridades dependen de los requisitos del Ex- perimento Mundial sobre la Circulación del Océano (WOCE) y del Estudio de la Variabilidad Interanual de los Océanos Tropicales y la Atmósfera Mundial (TOGA). De igual manera, los conocimientos que se obtengan de WOCE y TOGA son también esenciales para la realización del proyecto de un sistema observa- cional eficaz en función del costo.

Figura 1.4 Hipótesis de base

Merece también la pena destacar explicita- mente ciertas hipótesis que están a la base del Programa Mundial de Investigación sobre el Clima y que ejercen un impacto tanto sobre la estructura del programa como sobre las esperanzas sobre nuestra posible capacidad de predecir las variaciones climáticas y los cambios a largo plazo. Por ejemplo, se presupone generalmente: 1) Que el sistema climático es inherentemente

determinista, por lo menos en cierto senti- do, y que esos aspectos deterministas del clima pueden identificarse al menos en principio,

sentarse con modelos numéricos,

zarse para especificar el sistema de observa- ción necesario para hacer las predicciones,

sea realmente viable. El plan que aquí se esboza adopta estos pos-

2) Que esos aspectos deterministas pueden repre-

3) Que las condiciones del modelo pueden utili-

4) Que el sistema de observación especificado

tulados, pero también los explica: 2a) No se han identificado aún ciertas relaciones

importantes de causa a efecto en la interac- ción océano-atmósfera. Además de los modelos numéricos, un instrumento importante para identificar esas relaciones será el estudio semiempírico de fenómenos coherentesapartir de datos parcialmente completos.

En apoyo del TOGA

En apoyo del WOCE

I Sistemas de observación del océano I I I

1985 1990 1995

Diagrama esquemático de la relación entre el sistema de observación del océano y otros elementos oceánicos del PMIC y programas nacionales.

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1.5 Requisitos para la Fase 1 del PMIC El requisito general para la Fase 1 es la

información sobre las capas superf iciales del océano, a partir de las cuales los modelos pueden predecir la evolución de la temperatura de la superficie del mar (SST) en todo el mundo durante periodos de varias semanas, en escalas espaciales de importancia meteorológica. En las latitudes medias estas escalas son de 500 km o mayores, ex- cepto en la proximidad de las costas o de corrientes intensivas en sus límites. En los trópicos, si se han de modelar correctamente las zonas de convención atmosférica profunda, será necesaria una mayor resolución en la latitud. El Comité Cien- tífico Mixto (JSC) del PMIC está determinando la exactitud necesaria que probablemente seade 1-2012 en las latitudes medias, y de 0,5OC en las zonas clave de los trópicos. También es necesario tener en cuenta la cubierta de hielo marino. Estas exac- titudes implican que en las latitudes medias sólo las anomalías más intensas y extensas son significativas para la circulación atmosférica. Sin embargo, la longitud de la actividad convectiva profunda, por ejemplo, por encima del Pacífico ecuatorial, parece ser muy sensible a la SST.

Existen dos tipos de modelos oceánicos capa- ces, en principio, de predecir la evolución dela SST: el estadístico y el dinámico-termodinámico. El primero presupone un buen conocimiento de la marcha estaciona1 de la temperatura y otras variables, tales como la profundidad de la capa de mezcla, y permite reintroducir en la climatología las condiciones iniciales observadas, según una fórmula derivada de la regresión estadística. La simple persistencia de anomalias en cierta escala o régimen, durante el tiempo a que se refiere la previsión es un caso especial de este tipo. LOS modelos termodinámicos utilizan un modelo de tur- bulencia para deducir la evolución de los perfiles de temperatura y salinidad a través de toda la capa superior de mezcla y la termoclina que está por debajo de ésta; este modelo exige a la vez unas condiciones iniciales detalladas y unas condiciones posteriores en los límites para la fuerza local del viento y los flujos de calor superficial y de agua dulce suministradas por el modelo de predicción atmosférica.

establecidas son tales que, en el momento actual, el esfuerzo adicional requerido de observación y análisis para los modelos termodinámicos no parece estar justificado en forma rutinaria y global para los objetivos de la Fase 1. En cambio, la estrategia debería consistir en medir las anoma- lías de la SST, y suponer que tales anomalías, con el correr del tiempo, tienden a experimentar una regresión hacia el valor medio correspondiente a esa zona y esa época del año. En unas pocas regiones puede resultar necesario añadir a los datos de entrada cierta información sobre la subsuperfi- cie de regresión, tales como la profundidad de la capa de mezcla. Para poder hacer esto de forma permanente, se debería tener en cuenta el criterio siguiente: que las inadecuaciones en la distribu- ción de la SST perjudican ostensiblemente las previsiones atmosféricas, y que la adición de los datos subsuperficiales obtenibles mejora considerablemente la situación. Esta estrategia presupone que, en escalas temporales de hasta aproximadamente un mes, el océano influye en la atmósfera, peroque, a su vez, la retroinfluencia sistemática de la at- mósfera en el océano queda borrada por ruidos de fondo imposibles de predecir, relacionados con las fluctuaciones diarias del tiempo. Una modificación

Ahora bien, las posibilidades de predicción

posiblemente importante seria la de incluir variables atmosféricas,tales como la dirección delviento, como aporte de la regresión de la SST; variables que se predicen con el modelo atmosférico. Procede observar que la determinación adecuada del ciclo anualmediode la SST sobre la tierra y de las cons- tantes temporales adecuadas para la regresión constituye, en sí misma, una gran tarea, esencial para el desarrollo de una capacidad correcta de predic- ción de la Fase 1.

Resulta importante ahora distinguir entre la temperatura pelicular en el milímetro superior de la superficie, que se mide con un radiómetro transportado por un satélite o aeronave, y la temperatura típica de aproximadamente 1 m de la superficie, que se obtiene por medio de boyas y la temperatura inyectada por los buques, y que suele ser representativa de la capa superior de mozcla a 5-10 m, a pesar de que los buques introducen un factor de sesgo. Según las condiciones, éstas pueden diferir en IOC o más, de modo que a menudo son tan grandes como con el cambio que se predice. Si bien un buen modelo de capa de mezcla ha de evaluar en principio cada una de las variaciones, la distinción suele ig- norarse y, normalmente, no se efectúa en los procedimientos actuales de análisis de rutina de la SST.

Está bien desarrollada la tecnología para las observaciones de la SST y del almacenamiento del calor en la parte superior del océano desde buques voluntarios de observación y buques de colaboración ocasional equipados especialmente, aunque resulte difícil obtener los datos con la frecuencia necesaria y el muestre0 para obtener valores medios sobre la variabilidad a mesoescala oceánica. Además, la exactitud de las mediciones realizadas de todas las variables superficiales deja mucho que desear. Sin embargo, las prácticas actuales de información y de intercambio internacional de datos no pueden suministrar dicha información para periodos inferiores a varios meses y, por consiguiente, son totalmente inadecuadas para hacer predicciones meteorológicas a largo plazo. Si se mejora la recuperación de la SST por medio de la radiometria infrarroja desde satélite, se ganaría considerablemente la capacidad actual.

En cuanto a la extensión del hielo marino, el Único método viable y aplicable a escala mundial es la observación d~esde radiómetros pasivos de microondas situados en satélites de Órbita polar. La exactitud que se logra parece ser adecuada.

De este modo, existe probablemente la capacidad básica de satisfacer los requisitos de iaFase 1 o podría desarrollarse. Sin embargo, no puede em- prenderse inmediatamente la concepción de un sistema de observación oceánica eficaz en función del costo para el objetivo señalado, porque todavía no se ha estudiado adecuadamente la sensibilidad de los modelos de predicción atmosférica a largo plazo frente a las incertidumbres típicas de los datos oceánicos de entrada. Probablemente, serán necesarios esfuerzos especiales de observación en los trópicos, donde las diferencias horizontales de lOC en 100 km pueden ser muy importantes, mientras que en las latitudes medias sólo hará falta mejorar ligeramente una buena climatología.

sibilidad de previsiones en una escala temporal intermedia entre las Fases 1 y 2. Los análisis estadísticos de los registros históricos demues- tran que la SST de enero y los vientos superficiales del Atlántico tropical son elementos útiles de predicción de las lluvias demarzo-abril enelnoreste del Brasil. Esta conclusión coincide con estudios anteriores realizados mediante simulación con modelos. Las SST necesarias y las observaciones del

Estudios recientes hacen notar una nueva po-

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viento se toman regularmente, pero se demora mucho el acopio de la mayoría de los datos. Esta posibilidad de previsión a plazo medio, con importantes consecuencias económicas, podría explotarse actualmente a manera de prueba si pudieran organizarse comunicaciones rápidas, por ejemplo, el acopio de las SST desde buques y observaciones del viento por radio o por rele desde un satélite.

1.6 Requisitos para la Fase 2 del PMIC Si las variaciones anuales del clima estacio-

nal han de documentarse a escala mundial, y si han de predecirse en el futuro alguna vez, debe proce- derse ahora al desarrollo de instrumentos para observar las capas superiores del océano. Si bien desde hace un siglo algunos observadores voluntarios vienen realizando algunas mediciones regulares de la superficie del océano, los instrumentos tales como el batitermógrafo no recuperable (XBT) sólo se utilizan desde hace poco más de dos decenios y otros, tales como el correntímetro Doppler, tan sólo salen ahora de la fase de desarrollo. La integración de estos instrumentos en un sistema eficaz de mediciones apenas ha comenzado. El ruido de fondo delmuestreoque se asocia a la variabilidad en pequeña escala del océano, las grandes lagunas en las zonas cubiertas, y los- sistemas ina- decuados de gestión de los datos, hacen que la calidad de los análisis obtenidos sea incierta y su utilidad limitada. Por cierto que un problema fundamental es nuestro conocimiento imperfecto de las escalas y de la magnitud de la variabilidad actual, y la primera condición es un programa de exploración encaminado a establecer las bases para idear un sistema adecuado. Otro problema fundamental, que no deja de estar relacionado con el primero, es la falta de criterios aceptados sobre los requisitos generales del sistema, y tampoco se ha establecido en qué consiste un sistema adecuado de observación.

las necesidades observacionales de los experimentos principales de investigación del PMIC, y sepa- rar aquellos en que se aplique de la mejor manera posible una actividad semejante a la que aquí se discute. Este enfoque implica una utilización eficaz de los recursos, y a la vez es un catali- zador Útil que permitirá tratar sistemáticamente los problemas subyacentes. No son éstos los úni- cos requisitos que han de considerarse y probablemente estará justificado un esfuerzo seme jante aun cuando no existan programas de investigación; de todas maneras, los pasos siguientes lógicos del OOSDP se superpondrán en gran medida con las necesidades de investigación.

En lo que a la Fase 2 concierne, el elemento principal del Programa Mundial de Investigación sobre el Clima es el TOGA (Los Océanos Tropicales y la Atmósfera Mundial, WCP-49; también la primera reunión del TOGA, Hamburgo, 1983). Su objetivo es comprender las causas de las variaciones interanuales en los monzones asiáticos y africa- nos, y otros fenómenos atmosféricos intermitentes muy difundidos tales como la Oscilación Austral, a fin de poder eventualmente predecirlos. Existen muchas pruebas -y su número no deja de aumentar- que sugieren que los océanos tropicales influyen en la circulación mundial de la atmósfera en esas escalas temporales. En el Pacífico, la Osciia- ción Austral está estrechamente relacionada con cambios importantes en las capas superficiales del océano a lo largo de las costas del ecuador y de América del Sur, fenómeno que se conoce como El Niño. La hipótesis de trabajo del TOGA es que el

En tales circunstancias, conviene examinar

aumento de esas anomalías climatológicas se debe a una inestabilidad del par océano-atmósfera, quedura más de un año y que está provocada por causas aún desconocidas. La dilucidación de esa influencia doble exigirá intensos componentes observacionales que efectúen mediciones cuantitativas de procesos clave, tales como los balances térmicos, en determinadas regiones del Océano Ecuatorial durante un periodo limitado, conjuntamente con otros componentes que efectúen una "vigilancia poco intensa" de las regiones circundantes por lo menos durante un decenio, a fin de poder describir en forma adecuada el contexto de los esfuerzos intensivos. Las observaciones intensivas se realizan en forma correcta como actividades de investigación de dura- ción limitada, en las que se utiliza sobre todo un personal especializado. No volveremos a aludir a las mismas en este documento.

Sin embargo, aun cuando el debido equilibrio entre los componentes orientados hacia los procesos y la vigilancia poco intensa sigue siendo obje- to de debate, todos concuerdan en que la actual capacidad de describir fenomenológicamente la evo- lución, tanto del ciclo anual normal como de los hechos anómalos, debe mantenerse y, si resulta viable a un costo razonable, mejorarse y ampliarse. Esta capacidad se basa actualmente sobre todo en observaciones del nivel medio del mar (MSL) desde mareómetros situados en costas y en islas, en los datos sobre la SST y el viento proporcionados por los buques mercantes que cooperan, y en programas de XBT desde determinados buques que colaboran ocasionalmente, junto con algunas secciones hidro- gráficas efectuadas por losbuques deinvestigación.

La SST obtenida por medio de satélites y los vientos que transportan nubes constituyen un valio- so elemento auxiliar en algunas zonas. Las observaciones directas de las corrientes desde boyas ancladas y a la deriva están comenzando a contribuir a esta descripción, pese a que el número de las mismas sea relativamente pequeño. Se espera que en el futuro contribuyan también los perfiles de corrientes en la proximidad de la superficie observados desde buques que colaboran ocasionalmente, las mediciones de los cambios en el nivel del mar efectuadas desde satélites, y los vientos medios con dispersómetros. Sin embargo, hay qde reconocer que la asimilación de estas nuevas tecnologias exigirá un largo periodo de intercomparaciones y evaluación, incluida la puesta a punto de nuevos procedimientos de gestión y análisis de los datos. Es de suma importancia establecer firmemente una continuidad real con los métodos actuales de modo que los registros históricos existentes puedan continuar usándose eficazmente.

En el Océano Indico, y tambiénenei Atlántico, se presta gran atención a la evolución del ciclo anual normal, mientras que estánmenosdocumentadas las variaciones interanuales. No obstante, se ha tomado nota de diferencias anuales importantes muy difundidas en la circulación atmosférica y en el régimen pluviométrico, lo que tiene considerables consecuencias sociales. Pero prácticamente se des- conoce en qué medida estos fenómenos son responsa- bles de los cambios en el océano, o están provoca- dos por estos últimos.

cripción exploratoria de la evolución temporal de una serie de campos y de variables clave que vero- símilmente estarán relacionadas con las circulacio- nes dominantes de los monzones y con los procesos oceánicos superficiales. El objetivo inicial deeste componente del programa consistirá en establecer las escalas espaciales de la variabilidad en periodos semestrales y más largos, y las magnitudes

Un programa razonable habrá de incluir la des-

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aproximadas de la variabilidad en periodos más cortos que podrían afectar a la densidad de muestreo requerida. Algunos de estos estudios ya se han terminado o están en curso, tanto para el Océano Atlántico como para el Indico. Esta infor- mación se utilizará luego para evaluar la capacidad de distintas estrategias de observación para describir fenómenos en gran escala.

Ya ha quedado claro que ciertas observaciones adicionales tales como las del MSL serán eficaces en función del costo, y que hará falta un esfuerzo importante para mejorar la capacidad actual para documentar las SST y los campos de vientos. Se espera que, como en el Océano Pacifico, las mediciones en curso de los perfiles de temperatura efectuados desde los buques que colaboran ocasionalmente, y posiblemente también la salinidad y la velocidad, constituyan también elementos importantes de la estrategia. Sólo después de que hayan aumentado el conocimiento de las relaciones mutuas dentro del sistema climático resultará posible fijar con más precisión, como objetivo de este programa, un conjunto limitado de variables en regiones determinadas.

Este análisis de las necesidades de investi- gación del TOGA muestra que sería razonable adop- tar las investigaciones relacionadas con la "vigilancia poco intensa" del océano como requisito provisional del OOSDP. La necesidad de continuar durante diez años, y el tipo de observaciones que deberán hacerse, exigen una organización similar. Si ha de lograrse alguna vez la capacidad de predecir la variabilidad interanual del clima, se precisarán observaciones de este tipo, y el sistema de observación del TOGA sería un prototipo o al menos proporcionaría los datos básicos necesarios para elaborar un prototipo.

1.7 Requisitos para la Fase 3 del PMlC El requisito a largo plazo para esta fase

consiste en observar y comprobar las tendencias y cambios del clima a nivel regional y mundial, dis- tinguiendo entre las distintas causas probables, tales como las erupciones volcánicas o el aumento del dióxido de carbono atmosférico. En lo que se refiere al océano, en este momento no se sabe cómo hacer esto de una forma eficaz. Una cantidad in- tegrada tal como el MSL mundial puede reflejar cambios en el almacenamiento del calor acumulado y, por lo tanto, podría ser un indicador sensible de los desequilibrios a gran escala que se producen en el balance térmico de la tierra, pero incluso este fenómeno se confunde con la fusión de casquetes polares. Los cambios sistemáticos en la cubierta de hielo marino también ejercen una influencia directa en el equilibrio radiativo de la tierra. La mayor parte de las demás series cronológicas han de interpretarse en primer lugar en función de cambios locales de la circulación oceánica, de significado incierto para el clima mundial.

Por esta razón, el esfuerzo internacional más importante de la Fase 3 se centra enel Experimento Mundial sobre la Circulación del Océano (WOCE). El objetivo del WOCE (primera reunión del WCRP, Tokio, 1982) es comprender cuantitativamente la circulación general del océano, a fin de evaluar, en el marco del Programa Mundial de Investigación sobre el Clima, la sensibilidad del sistema cli- mático frente a los cambios que se operan en las fuerzas ejercidas desde el exterior, sean naturales o antropogénicas, en escalas cronológicas de decenios a siglos. Las observaciones intensivas del WOCEestarán encaminadas a establecer las

velocidades de la circulación y de la mezcla en las diversas cuencas oceánicas del mundo, que se compararán con simulaciones realizadas' por medio de modelos de circulación general del océano. ES- tas observaciones se efectuarán como investigaciones y no se mencionarán más en este trabajo. Ahora bien, deberán complementarse con una determinación sistemática del ciclo medio y anual de la fuerza del viento en la superficie y de la termoclina estaciona1 en todo el mundo, y con mediciones de la magnitud de la variación internacional en la circulación y en la estructura térmica en la proximidad de su superficie, lo que podría afectar a la estrategia de muestreo para estimar las medidas. A la vez, es preciso tratar de mejorar el conocimiento de los flujos netos de calor y de aguadulce en la superficie del océano. El WOCE habrá también de elaborar procedimientos para establecer hasta qué punto es representativa la imagen particular proporcionada por las observaciones intensivas sobre la media a largo plazo.

Los objetivos y la metodología de estas mediciones suplementarias se prestan muy bien a análi- sis en el marco del Programa de Desarrollo de un Sistema de Observación del Océano, ya que requieren técnicas similares a las ya examinadas anteriormente respecto de los trópicos. Sin embargo, el grado de exactitud y de cobertura que se precisan difieren considerablemente. Por ejemplo, la fuerza principal que se ejerce sobre los modelos de circulación general del océano es la delviento, cuya media se determina durante un mes ounperiodo más prolongado. A dicho tiempo medio corresponde una escala espacial natural, que determina la re- solución espacial necesaria. Esta es de aproximadamente 500 km en las latitudes medias, pero su escala latitudinal es menor en las regiones ecuatoriales. La cobertura debe ser global. Una se- ñal típica es 0,l N/m2 en las latitudes medias y la mitad aproximadamente de ese valor en los tró- picos. La determinación del campo de tensiones así definida, con grado de incertidumbre que se pueda confiar que no exceda del 20%, constituiriaunpro- greso importante para el conocimiento actualyeli- minaría efectivamente un mayor grado de libertad en el ajuste de los productos de los modelos a las percepciones de la realidad. Actualmente, los informes de buques de que se dispone sobre el viento superficial son insuficientes para este propósito, tanto por lo que se refiere a la frecuencia de la cobertura como a causa de los errores sistemáticos relacionados con la altitud y la exposición de los anemómetros. Un dispersómetro transportado por sa- télite podría cumplir esta finalidad, pero sólo si se determina qué proporción de las incertidumbres actuales de ? 2 m/s son verdaderamente aleatorias, y se comprenden los errores sistemáticos. Si bien el dispersómetro debe considerarse experimental, su evaluación a estos efectos debe ser un objetivo clave en la evolución de un sistema de observación satisfactorio.

Además para prestar apoyo al Experimento sobre la Circulación Mundial del Océano, se necesitan actualmente series cronológicas exploratorias de alcance limitado de algunas variables para determinar la variabilidad natural en escalas temporales más cortas y, a partir de allí, la base del muestreo de las tendencias a plazo más largo en el futuro. Esto es especialmente cierto en el caso de las capas superiores del océano y de las regiones de movimiento de inmersión profundo, en que es probable que las interacciones con la atmósfera se manifiesten en primer lugar, y en regiones como el Océano Austral, respecto de las cuales nuestra ig- norancia es mayor. En las regiones tropicales, con

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el apoyo de TOGA se logrará este objetivo, peroen las latitudes medias y altas se necesitarán esfuerzos adicionales. Los criterios aplicables en este campo deberían consistir en lograr, región por re- gión, que sea obtenida toda la información posible de los datos existentes, ampliándose, a continua- ción, la base de datos, empezando con las variables que pueden medirse más fácilmente durante un tiempo suficiente para establecer la magnitud y los esquemas característicos de la variabilidad en que llegan a ser las de una cuenca oceánica. Cuando sea posible, se necesitan también series cronológicas similares de los principales sistemas de corrientes. Las prioridades deberán basarse en la idoneidad potencial, de acuerdo con la comprensión actual de la circulación oceánica, para el mantenimiento a largo plazo de este tipo de observación.

1.8 Organización del presente informe En el capitulo siguiente, se analizan por va-

riables los diversos elementos de observación: en primer lugar, respecto de algunas cuestiones cien-

tíficas, tecnológicas y de tratamiento de datos y, posteriormente, en relación con puntos que exigen la adopción de medidas en un futuro próximo. Final- mente, los puntos que requieren la adopción de medidas se resumen en el Capitulo 3, junto con la identificación de los grupos internacionales que deberían asumir una responsabilidad directiva respecto de cada uno de ellos. La responsabilidad global del equilibrio y la integridad de los programas corresponde siempre al CCCO. En la selec- ción de los puntos se han tenido en cuenta las necesidades, en la medida en que pueden determinarse en la actualidad, de las tres fases del PMIC, la viabilidad tecnológica y las funciones de la OMM y de la COI en el apoyo de los aspectos de la presentación y gestión de datos de los diversos elementos. En la medida de lo posible, se presume que los componentes de la observación se- rán cada vez más compatibles, esdecir,unelemento de observación aplicado para satisfacer las exigencias de la Fase 1 se aprovechará automática- mente para las Fases 2 y 3, aumentado, como es natural, para satisfacer las exigencias de esas fases.

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2. Elementos de observación

En intentos anteriores de elaborar una estrategia para los sistemas piloto de observación del océano en forma de planes de acción de la COI y de la OMM sólo se han definido de manera incompleta los diversos elementos de observación respecto de las tres fases del PMIC, y no se dejó suficiente- mente en claro la necesidad de aplicar sistemas de observación exploratorios de duración limitada antes de pasar a la elaboración de sistemas de ob- servación "piloto". Asimismo, la integración de los diversos elementos en un sistema viable y útil que proporcione una base de información para los estudios climáticos y las previsiones experimentales quedaba por definir. El plan que se presenta ahora trata de subsanar las deficiencias anteriores. En el presente capítulo se exponen análisis breves sobre las distintas variables que han de observarse directamente o deducirse de las mediciones pertinentes. Las observaciones han de considerarse siempre conjuntamente con el análi- sis de los procedimientos y de las exigencias en materia de exactitud correspondientes a la totalidad del sistema. Por consiguiente, en el presente informe se procura determinar cuáles son los aspectos clave que deben abordarse enel planocientífico, tecnológico y del tratamiento de datos, y enqué forma puede iniciarse la aplicación de técnicas comprobadas que faciliten la información requerida.

las variables que han de observarse o deducirse, se advirtió que algunas eran de carácter general. Es- tas Últimas se analizan inmediatamente de manera global; los detalles correspondientes se tratarán dentro de cada variable.

Al examinar las cuestiones relacionadas con

Suneroosición de la tecnoloaia tradicional L/ d

de la nueva tecnologia (principalmente satélites). Está cada vez más claro que los satélites permiten lograr una cobertura global mucho más amplia que la que se obtiene utilizando plataformas de obser- vación con base en la superficie, con lo que aumenta la esperanza de que por fin el muestreo sea suficiente para obtener medias estadísticas aceptables. Además, los conjuntos de datos provenientes d.e la observación serán por lo general coherentes en el plano interno (aunque puedan contener errores sis-

, temáticos) y el acopio, el tratamiento y el análi- sis centralizado de datos pueden dar solución al problema de la disponibilidad oportuna de la in- formación. Ahora bien, pese a lo atractivas que puedan resultar las nuevas tecnologías, será esencial reconocer algunos problemas importantes que habrán de enfrentarse al introducir gradualmente los nuevos procedimientos. Por ejemplo, sería un grave error apresurarse a eliminar o incluso disminuir la importancia de las observaciones tradicionales basadas en la superficie. La experiencia ha demostrado que se necesitan muchos años, por lo menos un decenio, de superposición cuidadosa entre los satélites u otras tecnologías nuevas y los mé- todos tradicionales para lograr:

i) que se obtengan intercomparaciones apropiadas a largo plazo que creen confianza en los nuevos conjuntos de datos, que los errores en am- bos conjuntos se entiendan y que se identifi- quen sus causas dentro de lo posible,

pongan en práctica algoritmos operacionales para la obtención de la información que se ajusten en cuanto sea necesario a los algoritmos que se vienen utilizando para la investi- gación (a saber, tiempo no real), y

iii) que se cuente con una experiencia segura que sirva de base a las decisiones operacionales acerca de si los sistemas de satélites pueden servir esencialmente solos para responder a las exigencias en materia de observación (con redes permanentes y de rutina mínimas con base en la superficie a los efectos del control de la calidad) o determinar si se necesitará una combinación de sistemas basados en satélites y basados en tierra.

ii) que se desarrollen, se sometan a prueba y se

Análisis de los errores. En todos los sistemas de observación, ya sean con base en satéliteso los convencionales con base en la superficie, se necesitarán esfuerzos deliberados para definir el tipo, las características y la magnitud de los errores. Lo que interesa es identificar y definir la magnitud y la naturaleza de los errores sistemáti- cos (por ejemplo, lasdesviaciones enlacalieración, y la dependencia del tiempo y del espacio), y el carácter y la fuente de los errores aleatorios (por ejemplo, los instrumentales en comparación con los resultantes de la no representatividad delmuestreo). En todas las determinaciones de los errores, será necesario, en definitiva, decidir qué proporción del error residual aparente es imputable aun error instrumental real o a la variabilidad natural en pequeña escala, y qué proporción se debe a la im- posibilidad de identificar los efectos de las diferencias en el tiempo y en el espacio de las ca- racterísticas del muestro0 efectuado mediante teleobservaciones en comparación con las observaciones realizadas in situ. En otras palabras, no existe ningún patrón de referencia real; cada observación, ya sea directa o indirecta, tiene su propio ruido de fondo debido a los instrumentos, al muestreo y de carácter natural.

Oportunidad del acopio de datos. La mayoría de los sistemas de acopio de datos utilizados actualmente para las observaciones convencionales con base en la superficie distan mucho de poder proporcionar a los usuarios una muestra adecuada de la totalidad de las observaciones paralaspre- visiones experimentales o los estudios de diag- nóstico en tiempo casi real. Deben planificarse esfuerzos especiales para disminuir las demoras en la comunicación y/o la gestión de los datos y ampliar el acopio automático deobservaciones clave, por ejemplo, mediante el rele de los satélites.

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Es necesario también velar porque todas las observaciones que no se obtengan en tiempo real o casi real se comuniquen y no pasen a ser irrecuperables. Estas medidas son necesarias para lograr disponer de conjuntos de datos suficientes resultantes de las observaciones de los cuales pueda deducirseun subconjunto de buena calidad con el debido muestreo mediante sistemas adecuados de gestión de datos. En principio, las observaciones de los saté- lites se comunican en tiempo casi real, peropueden surgir demoras en el proceso de obtención de la información y en los sistemas ulteriores de ges- tión de datos (relé a los usuarios, archivo).

Sistemas de gestión de datos. Los detalles sobre la forma en que las observaciones y la in- formación conexa se maneja repercuten en la eficacia con que los datos pueden utilizarse para operaciones en tiempo casi real como las previsiones experimentales o para estudios ulteriores de investigación. La comunicación de las observaciones debe incluir, para empezar, toda la información adicional pertinente, como la identificación de la plataforma, la identificación del método (porejem- plo, temperaturas de entrada ydebalde demuestreo), el rumbo de los buques y las observaciones diurnas y nocturnas. Este tipo de información debe con- servarse mediante un sistema de gestión de datos para el análisis de las observaciones que permita correcciones especiales respecto de las plataformas o dependientes del método y obtener subconjuntos de datos de buena calidad, y también debe con- servarse en el proceso de archivo para facilitar los estudios de investigación ulteriores al tratamiento.

Relación entre Za investigación y -20s programas operaciona2e.s de observación. Algunos de los programas de observación que se describen en el presente documento, por ejemplo, el relativo a la temperatura superficial del mar (SST) y al nivel medio del mar (MSL), están sólidamente estableci- dos y son ya, en efecto, operacionales; muchos de los progresos que se necesitan pueden lograrse a nivel operacional. Algunos otros, por ejemplo, algunos programas XBT, se han mantenido durante varios años y pronto podrán ser declarados "permanentes" y posiblemente "operacionales" . La evolución de un sistema de observaciónpermanente para atender otras necesidades analizadas en el presente documento exigirá programas exploratorios para obtener la base de información y de experiencia pertinentes (por ejemplo, determinar el muestreo necesario). Estas actividades exploratorias podrán mantenerse en una etapa intermedia entre los programas de investigación tradicionales y los operacionales permanentes, ya que deberán proseguirse durante un decenio aproximadamente, y aún no pueden convertirse en actividades permanentes sin una reestructuración total.

2.1 Temperatura superficial del mar 2.1.1 Exigencias del PMIC

- La Fase 1 necesitará una temperatura superficial del mar en tiempo casi real que se utilizará en los estudios de diagnósticoyenlasprevisiones. A tal efecto deberán perfeccionarse los métodos operacionales de análisis y establecerse procedimientos de control de la calidad mejores y de rutina. La obtención oportuna de los conjuntos de datos globales necesarios exigirá probablemente recurrir a observaciones con satélites que se in- corporen dentro de una red con una finalidad determinada de mediciones in situdignasde confianza.

- La Fase 2 exigirá un muestreo y un control de la calidad adecuados en los océanos tropicales para definir mejor la aparente vinculación de las modificaciones en la circulación atmosférica con las anomalias de la SST en una gama que oscile entre 0,50c y varios grados. Deberá eliminarse en lama- yor medida posible la contaminación de las observaciones procedentes de buques y satélites por factores extraños. Por ejemplo, siseutilizan solamente temperaturas nocturnas de balde de muestreo y de entrada corrigiéndose las desviaciones debidas a los buques, mejorará el análisis siempre que, como consecuencia de la selección de un solo subconjunto de datos, no se deteriore apreciablemente el muestreo. - La Fase 3 exigirá conjuntos de datos a largo

plazo coherentes y estables a fin de que puedan obtenerse medias estacionales dignas de confianza en las que puedan identificarse cambios como los prei vistos debido al aumento del dióxido de carbono en la atmósfera. Debe observarse que se trata de una medición de base que no está directamente relacionada con los objetivos del WOCE. Deberá mantenerse el muestreo adecuado con miras a una selección de datos aún más rigurosa que habrá de incluirse en las medias. Aun con los sistemas de satélites más perfeccionados que actualmente puedan concebirse (multicanal, identificación de nubes y aerosol, análisis de ángulo dual, etc.), seguirán siendone- cesarias por un tiempo no determinado las observaciones operacionales de la superficie, que se in- tegren en un sistema bien planificado de gestiónde datos y control de la calidad.

2.1.2 Antecedentes

Algunos de los problemas inherentes a la SST tomadadesdelos buques son ya bastante conocidos. Sin embargo, otros sólo se han anunciado en estudios recientes. En resumen, los aspectos sobresa- lientes son los siguientes: - Por diversas razones, los análisis de la SST

basados en la superficie contienen incertidumbres de las observaciones del orden de las señales relacionadas con el clima cuya obtención se persigue (aproximadamente +O, 5OC) . - Las temperaturas de entrada experimentan un

sesgo hacia arriba. Las necesarias correcciones dependen de los buques, pero pueden ser relativamente estables. - Las temperaturas de balde de muestreo pueden

desviarse un poco hacia abajo como resultado del enfriamiento que se produce después del muestreo pero antes de la medición; también tienden a ser más elevadas que las temperaturas de la capa de mezcla durante los periodos de viento leve. Las temperaturas de la capa de mezcla, en consecuencia, pueden resultar más representativas de las medias efectivas de las SST que las propias SST. - Los conjuntos de datos que, ostensiblemente,

sólo están compuestos de temperaturas de balde de muestreo pueden, sin embargo, estar contaminados por temperaturas de inyección; es decir, por lo visto no siempre se comunicó exactamente cuál era la forma de medición, o la distinción se extravió ulteriormente durante la gestión de los datos.

- Por lo general, la temperatura superficial real es algo inferior a la temperatura de balde de muestreo, y puede ser muy diferente durantelos periodos en que se produce un alto grado de trans- misión de calor del océano a la atmósfera. Es posible introducir correcciones si se dispone de observaciones dignas de confianza sobre el viento, las diferencias de temperatura aire-mar y las observaciones de depósito húmedo (que pueden no resultar prácticas, salvo cuando se obtengan con buques de investigación, buques meteorológicos o muy pocos buques ,utilizados ocasionalmente).

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Dado que a un muestreo deficiente se suma un control de la calidad insatisfactorio, es posible que para muchos de los objetivos perseguidos no valga la pena proceder a un análisis más a fondo de los medios tradicionales de a bordo sino con- centrarse más bien en la elaboración de una nueva serie cronológica que alcance la calidad requerida, así como la densidad de muestreo que se necesita. - Lamentablemente, tratándose de las Fases l y 2 la mayor parte de los datos no se reúnen oportuna- mente. Esta deficiencia impide, en particular, la previsión de las precipitaciones en el nordestedel Brasil, según se indica en el Capítulo 1.5 - Si se efectúan cuidadosamente, los análisis

con rayos infrarrojos desde satélite pueden alcanzar actualmente un-grado de exactitud de 20,60C, utilizando sondas infrarrojas de alta resolución (HIRS) o un radiómetro perfeccionado de muy alta resolución (AVHRR), pero aún no se han aprovechado plenamente sus posibilidades de modo operacional. El control adecuado y de rutina de la calidad de los efectos de los instrumentos (deterioro de los filtros) y las correcciones atmosféricas (vapor de agua, aerosoles y erupciones volcánicas) siguecons- tituyendo un problema. Y no siempre se detecta la contaminación procedente de las nubes dispersas o tenue s.

2.1.3 Problemas que se plantean

- Las fórmulas estadísticas para predecir las anomalías de la SST exigen recoger en forma utili- zable estimaciones sobre una base global de las medias climatológicas, por ubicación y por esta- ción, y teniendo en cuenta las horas de descorre- lación de una diversidad de tipos de anomalías de la SST. A tal efecto, será preciso realizar amplios análisis de los datos existentesy,probablemente, elaborar programas especiales de obtención de datos en determinadas regiones. Es importante que las climatologías basadas en los datos obtenidos por los buques voluntarios se relacionen sis- temáticamente con los análisis operacionales actuales que, con este fin, forzosamente se basarán en primer lugar en las observaciones de los saté- lites. La identificación de los sesgos sistemáti- cos o de otras diferencias entre los dos conjuntos de datos debe constituir un esfuerzo constante. La atención que se preste a esta actividad es de suma importancia si se desea aprovechar plenamente las posibilidades de la incorporación de las anomalías de la SST a las previsiones de la Fase 1. - Todas las observaciones futuras de la SST ob-

tenidas mediante buques deberán incluir informa- ción especifica sobre el método (de balde de muestreo o de entrada) que no habrán de eliminarse ar- bitrariamente durante los procedimientos de gestión de los datos. Junto con las mediciones de balde de muestreo deberá facilitarse información sobre los vientos, a fin de que las temperaturas tomadas durante periodos de vientos suaves puedan eliminarse o analizarse por separado. - En los registros de todas las observaciones de

la temperatura de entrada debe figurar la identifi- cación del buque. Los buques, o al menos determinados buques clave, deben calibrarse a fin de eliminar sesgos sistemáticos. - El programa de buques voluntarios debería

ampliarse en primer lugar mediante la selección cuidadosa de buques que recorran derrotas importantes y que se sepa cuentan con personal que realiza- rá observaciones cuidadosas. Un incremento indis- criminado sólo redundará en una agudización del problema de la contaminación.

tarse teniendo en cuenta las horas diurnas o nocturnas en que se efectúen.

- Las observaciones de los buques deberían ano-

- En la utilización de las anomalías de la SST está implícita la extrapolación de la propia SST durante la duración de la previsión. Dado nuestro conocimiento actual, la técnica más apropiada sería obtener una regresión de las SST hacia una media climatológica, respecto del emplazamiento y la es- tación de que se trate, con una constante de tiempo determinada empíricamente. La base estadística de las fórmulas de regresión adecuadas debe obtenerse en primer lugar a partir de los datos SST tradicionales. A tal efecto, se necesitará un esfuerzo sustancial de análisis basado en los datos obtenidos por lo menos durante 30 años. Cabe señalar que pueden producirse graves errores en las previsiones si se introducen nuevos procedimientos (por ejemplo, basados en las observaciones de los satélites más los datos de calibración) cuyo sesgo o tiempo de re- solución sean diferentes de los que correspondían a los antiguos. Para evitar este problema, tanto los procedimientos "antiguos" como los "nuevos" deberán proseguirse independientemente y ser objeto de una intercomparación cuidadosa cada mes, hasta que se hayan establecido "nuevas" fórmulas satisfactorias de regresión. Es probable que esta operación re- quiera por lo menos diez años. - Los satélites ofrecen las mejores esperanzas

de obtener conjuntos de datos homogéneos y opor- tunos, con un muestreo adecuado. Por otra parte, no se aprovechan ni mucho menos las posibilidades que brindan los procedimientos operacionales de obtención de información por satélite que se aplican en la actualidad. Por lo que respecta a la Fase 2, será necesario mejorar considerablemente los sistemas operacionales de gestión de datos. - Gracias a los satélites se observa la tempe-

ratura pelicular, que conceptualmente es un aspecto de la SST bastante distinto del que se obtiene mediante observaciones puntuales (buques, boyas o XBT). Las correcciones de las diferencias deberán efectuarse en intercomparaciones. Debido a los remolinos de mesoescala, también es necesario co- nocer el emplazamiento preciso en las intercomparaciones. La elaboración de procedimientos de control de la calidad sin patrón de referencia real del tipo que se necesita para los estudios climáti- cos no es en absoluto fácil de idear ni tampoco es simple su aplicación. Será necesaria una gran de- dicación para elaborar y poner en práctica los procedimientos satisfactorios necesarios para perfeccionar la SST operacional utilizada con fines climatológicos. - El radiómetro de ángulo dual que deberá trans-

portarse por el aire en el satélite europeo para la observación de recursos terrestres (ERS-1) constituye un progreso potencial importante en materia de instrumentación. Deben elaborarse los planes necesarios para efectuar extensas comparaciones con el AVHRR de ventanilla de ranuras (que también contiene un canal de cuatro micrómetros). Los programas de intercomparac ión deberían incluir observac ione s obtenidas de los buques de investigación y de los buques meteorológicos, tal vez de buques voluntarios seleccionados cuidadosamente y de las boyas ancladas y a la deriva. - Los buques voluntarios seleccionados, con ob-

servaciones controladas cuidadosamente, algunos de ellos provistos tal vez de conjuntos automáticos para transmitir datos por medio de satélites, se- guirán siendo valiosos para las mediciones puntuales, como parte de los procedimientos de control de la calidad, y como medio indispensable de lograr una transición gradual de los conjuntos de datos SST tradicionales hacia los conjuntos de datos futuros respecto de los estudios y predicciones sobre el clima, que se basarán fundamentalmente en observaciones desde satélites.

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- ¿Qué regiones especiales de los océanos tropicales necesitarán análisis de SST (medias mensuales) tan avanzados como lo permita la técnica, por ejemplo, muy por debajo de klOC? ¿En qué otras regiones puede bastar una climatología estacional adecuada para vigilar las tendencias a largo plazo?

2.1.4 Acción que se propone

Sobre la base de lo expuesto anteriormente, es posible definir algunas medidas especificas para mejorar la información operacional y refe- rente a la investigación sobre la SST. Talesme- didas se relacionan con el desarrollo de un sistema que utilice las observaciones delos satélites pero que emplee también el sistema tradicional. - Las exigencias en materia de exactitud deben determinarse por regiones, con especial hincapié en el aislamiento de las regiones donde se nece- site una exactitud superior a ?l%. - Deberán aplicarse de modo operacional los mejores algoritmos posibles para estimar la SST desde los satélites. - A causa de la incertidumbre de las correcciones atmosféricas, de la contaminación residual de las nubes y del deterioro de los instrumentos, las SST obtenidas por satélite deberán calibrarse en comparación con las mediciones in situ para un futuro previsible. Deberían tenerse en cuenta una red de boyas (amarradas y a la deriva) y los buques utilizados ocasionalmente con instrumentos especiales que se apliquen particularmente a este fin. - Deberían prepararse programas minuciosos de

validación y de intercomparación respecto de la sonda experimental infrarroja de ángulo dual que debe transportarse por aire en el ERS-1. - La Fase 1 exigirá un sistema operacional de

gestión de datos mucho más perfeccionado. Debería elaborarse un programa piloto que abarque tanto los buques voluntarios de observación de la SST como los datos sobre el viento en el Atlántico tropical, en el contexto de las previsiones experimentales de la precipitación en el Brasil y en el Sahel. - Deberían ajustarse los procedimientos de aná-

lisis y de gestión de datos sobre las SST para tener en cuenta los diferentes sesgos y limitaciones de las distintas fuentes de datos.

luación del rendimiento total del sistema.

tros históricos para establecer en la medida delo posible fórmulas de regresión y determinar qué observaciones adicionales corresponde eíectuar para perfeccionar dichas estimaciones.

Hay otros diversos puntos que deberían seña- larse y que, posiblemente, habrán de traducirse en medidas concretas. - Una diferencia sistemática en la climatología

media a largo plazo basada en.las observaciones de los satélites y en la climatología media a largo plazo basada en los datos de los buques voluntarios dará lugar a errores sistemáticos en la previsión de la regresión. - Es esencial realizar un esfuerzo constante de

reevaluación de las fórmulas de regresión a la luz de la experiencia acumulada mediante las observaciones por satélite.

En resumen, es evidente que deberá prestarse una atención cuidadosa a la utilización de los datos SST en el PMIC, si se desea obtener resultados útiles.

- Es indispensable proceder a una cuidadosa eva-

- Es necesario realizar un análisis de losregis-

2.2 Nivel medio del mar 2.2.1 Requisitos del PMIC

Para la Fase 1 no se necesitarán observaciones del nivel medio de los océanos. - En el caso de la Fase 2 se requerirá un aumen-

to de las redes existentes en el Océano Indico y en el Atlántico y el Pacifico tropical para prestar apoyo al TOGA, y deberán mantenerse las redes existentes en el Pacifico. En definitiva, las estruc- turas de cambios del MSL obtenidas mediante altime- tría desde satélite constituirán un instrumento poderoso permanente para observar las variaciones interanuales, pero mientras esta capacidad no se establezca sin lugar a dudas se necesitarán méto- dos tradicionales. - La Fase 3 exigirá que se disponga también de

análisis apropiados del MSL respecto de las latitudes medias y altas, especialmente en el Hemis- ferio Sur, para prestar apoyo al WOCE. También se necesitará una vinculación adecuada con la nivela- ción geodésica. El MSL global deberá vigilarse para lograr un alto grado de exactitud absoluta en los estudios sobre fusión de los casquetes polares y los posibles cambios en el MSL resultantes de transformaciones en gran escala del almacenamiento del calor. Se precisará una red de referencia mi- nima pero de gran calidad para el control y la va- lidación de las observaciones altimétricas desde satélite, y para detectar las modificaciones alargo plazo de la circulación a escala de cuencas.

2.2.2 Antecedentes

Las modificaciones de los esquemas en gran escala del MSL están relacionadas con los cambios de las fuerzas atmosféricas de arrastre, los regí- menes de circulación del océano en gran escala, el almacenamiento de calor en el océano y la distri- bución global agua/hielo. Hasta que algunas de esas relaciones no se comprendan con mayor detalle que en la actualidad, no será posible identificar todos los lugares críticos donde se necesitan observaciones a largo plazo del MSL y, por ende, determinar en detalle el mínimo de redes indis- pensables.

tablecieron con diversas finalidades, principalmente para el estudio de las mareas y para las necesidades del cabotaje. Sin embargo, algunasde esas estaciones constituyen también la fuente primordial de información sobre el MSL, que existe en la actualidad, pero se ignora cuáles son las estaciones más útiles y cuáles son los nuevos emplazamientos que se precisan con mayor urgencia para atender las necesidades de los estudios climáticos. El mantenimiento de las redes actuales ysu aumento en algunas regiones en que actualmente están dema- siado dispersas será el medio más eficaz para facilitar la base de información necesaria para abordar estos problemas. Por consiguiente, desde el principio conviene determinar las redes de KSL necesarias para los estudios climáticos siguiendo un enfoque empírico y gradual. Ahora bien, se conoce lo suficiente en la actualidad para definir las metas de una red mínima de buena calidad: definir los cambios en gran escala en la dirección este-oeste en la proximidad del ecuadorylos cambios norte-sur en las regiones afectadas por los sistemas de corrientes ecuatoriales importantes, y facilitar las observaciones de apoyo y control apropiadas para la precisión de las observaciones altimétricas desde satélite que se realicen en el futuro.

Las redes tradicionales de mareógrafos se es-

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2.2.3 Problemas

2.2.3.1 Selección de las estaciones

A los efectos de los estudios climáticos, en la elección de los emplazamientos de los mareógra- fos superficiales, deberá tenerse en cuenta, ade- más de la ubicación general, la viabilidad de la instalación y del mantenimiento, las correcciones para el ajuste isostático, las relaciones con las redes de nivelación geodésica de alta calidad y también la evaluación de la capacidad para rela- cionar las observaciones locales con lo que está ocurriendo en alta mar. Se prevé que las estruc- turas en gran escala se rellenarán con mediciones altimétricas de alta precisión desde satélite, utilizando la red mínima de MSL para el control de la calidad de los datos tomados por satélite, asícomo para los puntos clave de enlace con la nivelación geodécica. Se han logrado ya progresos considerables en la elección de esos emplazamientos y en la elaboración de programas de formación de personal calificado gracias a los estudios emprendidos bajo los auspicios del Comité Científico de Investiga- ciones Oceánicas (SCOR) y del CCCO.

tar la red en el Océano indico y en mantener por lo menos la red existente en la actualidad en el Atlántico y en el Pacífico para garantizar una información suficiente para el TOGA. Por lo que se refiere a la Fase 3, los problemas suscitados consisten en la identificación de los requisitos para la detección de cambios a largo plazo y en gran escala (a saber, de cuenca) de la circulación atmosférica. Se obtendrá alguna información de la ejecución del TOGA, en caso deque semantengaéste, pero será necesario efectuar esfuerzos adicionales respecto de la Fase 2 para mejorar las redesenlas latitudes medias y elevadas, en especial en el Hemisferio Sur. Además, para medir los cambios en la media mundial del MSL, previstos como consecuencia del calentamiento inducido por el COZ, la estabilidad de las estaciones mareográf icas seleccionadas en todos los aspectos de los procedimientos de observación y de registro habrá de mantenerse dentro del margen de unos pocos centímetros durante varios decenios. A tal efecto se requerirá una planificación y un control de la calidad muy cui- dadosos. Además, para corregir los coeficientes locales de ajuste isostático, es necesario queesas estaciones estén acopladas a una red geodésica mundial. Se están elaborando técnicas basadas en satélites para lograrlo, pero será necesario po- nerlas en práctica.

Los problemas de la Fase 2 consistenenaumen-

2.2.3.2 Gestión de datos

La oportunidad del acopio de datos, de su tratamiento y de su disponibilidad es un problema que debe abordarse teniendo en cuenta los tipos de medias cronológicas necesarias para la Fase 2. ¿Pue- den utilizarse las telecomunicaciones existentes (por ejemplo, el SMT) para las estaciones clave?


El CCCO ha iniciado ya el inventario de las estaciones mareográficas existentes y de su estado de funcionamiento, y los distintos grupos especiales del TOGA han estudiado o están estudiando en qué medida es necesario un aumento. En los estudios realizados en Estados Unidos sobre la aplica- ción de un experimento tropográf ico (TOPEX) también se ha preparado una lista de estudios concretosque sería necesario llevar a cabo para determinar qué observaciones in situ se necesitan paraapoyareste

programa desde satélite. Es necesario emprender estudios similares respecto del ERS-1. Gracias a esos esfuerzos se completará la definición de las necesidades. - Sobre la base de las necesidades de TOGA tal como ya se conocen, deberían mantenerse las estaciones existentes y crearse nuevas estaciones en las regiones tropicales clave. - Deberían instalarse enlaces de comunicación con las estaciones clave seleccionadas sobre una base experimental para comprobar la viabilidad de un acopio de datos más rápido. - Las estaciones seleccionadas deberían estar vinculadas a la red geodésica global. - Procedería encomendar a un grupo científico calificado la elaboración de algoritmos adecuados para la extracción de la información. Estos aigo- ritmos deberían revisarse conforme se disponga de datos altimétricos.

2.3 Tensión en la superficie 2.3.1 Requisitos del PMIC

No existen requisitos en materia de tensiónen

Fase 2. Dado que la tensión en la superficie la superficie en lo que se refiere a la Fase 1.

es una de las fuerzas primordiales que se ejercen sobre la circulación oceánica, si no se conoce fra- casará todo intento de predecir la respuesta termo- dinámica y dinámica oceánica a los cambios en la atmósfera. Así, para los estudios de previsibili- dad de la Fase 2, en que se utilicen modelos conjuntos océano-atmósfera, se necesitarán conjuntos sobre los vientos con una exactitud y un muestre0 suficientes para deducir medias mensuales delaten- sión equivalentes a una velocidad del viento de +0,3 m/s, en las regiones de los océanostropicales.

La Fase 3 requerirá medias de la tensión del viento de la misma calidad que la Fase 2, pero en este caso respecto de todas las regiones oceánicas del planeta.

2.3.2 Antecedentes

Hasta que estén en funcionamiento los nuevos dispersómetros basados en satélites, las observaciones desde los buques y los vientos de la superficie que se deduzcan de las observaciones del des- plazamiento de las nubes bajas, efectuadas desde satélites, serán la única información que permi- tirá deducir la tensión en la superficie. Se sabe que las observaciones de los buques obtenidas mediante anemómetros están contaminadas por las corrientes de aire que se producen en tornoalbuque, pero es posible confeccionar modelos o calibrar los efectos para los distintos tipos de buques y direcciones de los vientos. Los conjuntos de datos obtenidos mediante anemómetros también podrían mejorarse seleccionando sólo aquellas observaciones en que el viento corresponde al cuadrante donde está montado el instrumento y donde no hay nin- gún viento ascendente de la superestructura; esto sería posible sólo si se comunicaratambiénel rumbo del buque, y si se dispusiera de información sobre la exposición del anemómetro a bordo delosdistin- tos barcos.

Las estimaciones del viento basadas en observaciones visuales del estado del mar están también al parecer, afectadas de un cierto sesgo. Las estimaciones tienden a ser bajas cuando se trata de vientos de cola y altas respecto de los vientos frontales; también tienden a ser bajas por la noche. Es posible mejorar la coherencia de los

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conjuntos de datos sobre el viento seleccionando estimaciones diurnas sobre el estado del mar, y efectuando correcciones empíricas por la direc- ción del viento respecto de la posición del buque. Los conjuntos de datos de observación existentes no suelen contener suficiente información para proceder a esas selecciones y. por consiguiente, es posible que no convenga tratar de hacer dema- siado con los medios clásicos de a bordo. Para que puedan aprovecharse en los estudios sobre el clima, será necesario perfeccionar las futuras series cronológicas mediante la inclusión del rumbo de los buques.

Debe reconocerse que la norma aplicable a la mayoría de las observaciones sobre el viento con base en los buques es la escala de Beaufort. Si bien puede sostenerse que las observaciones mari- nas actuales sobre el estado del mar estén bien normalizadas, no es menos cierto que los conjuntos de datos históricos sobre el viento obtenidos en los buques se basan en una multiplicidaddein- terpretaciones de la escala de Beaufort. La cali- bración de la norma actual teniendo en cuenta la tensión en la superficie también es dudosa.

comunican por radio y otros se divulgan a través del SMT, también es cierto que muchos datos se ob- tienen de manera mucho más lenta, por ejemplo, examinando los cuadernos de bitácoradelosbuques. El tiempo del acopio de los datos sobre el viento obtenido por los buques deberá reducirse drásti- camente si se quiere que las observaciones sean útiles para los estudios y predicciones de la Fase 2.

Si bien el satélite oceanográfico de Estados Unidos Seasat permitió una demostración convincen- te de la eficacia del dispersómetro, ésta sólo fue de corta duración. Ahora bien, se obtuvo, por lo menos, una experiencia útil al intercomparar los vientos observados por el Seasat con dos observaciones en la superficie efectuadas extensa y cuidadosamente (por ejemplo, el Proyecto conjunto sobre la interacción aire mar del Reino Unido (JASIN) . Sin embargo, no todos los posibles problemas de interpretación de las mediciones con el dispersó- metro pueden abordarse durante el breve tiempo de funci-onamiento del Seasat. Se necesitan extensos preparativos para los programas de control de la calidad que habrán de aplicarse en los próximos vuelos del dispersómetro cuyo alcance y duración serán mayores que los que permitió el dispersó- metro del Seasat. Entre los problemas que deben resolverse cabe señalar los efectos del estado del mar, dela temperatura, dela estabilidad atmosférica y de la contaminación de la superficie. Para satisfacer las exigencias tanto del TOGA como del WOCE es esencial determinar qué proporcióndeerror de 22 m/s señalada por el Seasat es verdaderamente aleatoria y, por consiguiente, reducible mediante el establecimiento de medias, y qué proporción es sistemática en condiciones que pueden variar según la región y la situación sinóptica.

Si se mira hacia el futuro, será altamente beneficioso disponer de conjuntos de datos homogé- neos procedentes de una diversidad de mediciones (trátese del viento, de la agitación de la superficie del océano o de los movimientos de las nubes bajas) que proporcionen un muestreo adecuado de la superficie del océano. Será entonces posible evaluar en su conjunto los nuevos tipos de mediciones y determinar, por ejemplo, sus errores sistemáti- cos y sus relaciones con la magnitud que se necesita realmente, y que es imposible medir directamente en la escala necesaria para los estudios climáticos, esto es, la tensión promediada vecto- ralmente.

Si bien algunos informes de los buques se

2.3 .3 Problemas

Es necesario perfeccionar las determinaciones de la tensión del viento mucho antes de que empie- cen a funcionar los dispersómetros basados en sa- télites; por consiguiente, los métodos convencionales deben utilizarse cuanto sea posible para contribuir a la elaboración de modelos y a suprueba. El sistema actual de observación cuenta con un muestreo muy eficiente, salvo en las latitudes medias del Hemisferio Norte, y suscita muchos problemas derivados de los errores aleatorios y sistemáticos.

dida en que la tensión del viento puede deducirse de los vientos de bajo nivel observados desde los satélites, lo que se obtiene actualmente siguiendo blancos adecuados en las imágenes secuenciales de las nubes obtenidasdesde satélitesgeoestacionarios.

El algoritmo actual computadorizado para la obtención de información sobre los vientos de las nubes pasa por lo general por situaciones que el algoritmo del detector de nubes califica de "muy nubosas" . Sin embargo, la experiencia del tratamiento ulterior de los conjuntos de datos obtenidos en el Primer Experimento Mundial del GARP (FGGE) fue que gracias a la intervención del hombre podían encontrarse diversas metas de des- plazamiento adecuadas en esas situaciones, y por consiguiente, aumentar notablemente ladensidad final de las observaciones delosvientos. Porconsiguien- te, senecesitan estudios sobre laformadetransfor- mar dicha experiencia enuna posibilidadoperacional de perfeccionar en buena medida el sistema operacional de análisis de las imágenes y,porende, in- crementar la densidad de los vientos determinados.

Los futuros sistemas de observación se apoya- rán mucho más en las técnicas basadas en los saté- lites. Sin embargo, llegarán a ser plenamente convincentes y útiles sólo después de que se pro- ceda a intercomparaciones prolongadas entre las técnicas de los satélites y las basadas en la superficie. Estas intercomparaciones requerirán: i) que se establezca la efectividad y la calibra- ción de la técnica del dispersómetro y ii) que se establezca una relación fiable con el conjuntode datos históricos.

El ERS-1 proporcionará la oportunidad de comparar las estimaciones sobre el viento obtenidas con altímetros con las observaciones de los dis- persómetros, así como con las redes de control de la calidad en la superficie que funcionen adecuadamente.

Se necesitan investigaciones acerca de la me-


La OMM debería formular lo antes posible nuevas instrucciones para efectuar observaciones sobre el viento obtenidas de los buques debidamente anotadas, así como los procedimientos de acopio pertinentes, a fin de que puedan reunirse los mejores subconjuntos. También procede estudiar,por lo menos para ciertas derrotas clave, la forma de acelerar el acopio de datos en tiempo casi real.

para establecer procedimientos eficaces de cali- bración para los dispersómetros montados en satélites.

Debería elaborarse y aplicarse un programa

2.4 Almacenamiento del calor subsuperficial 2.4.1 Exigencias del PMIC

La Fase 1 no utilizará observaciones subsuperficiales como datos de entrada para las previsiones, pero una entrega oportuna de esos datos

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facilitaría considerablemente el diagnóstico de las previsiones experimentales y la información serviría como Útil elemento de control de las parametrizaciones genéricas en los modelos de previsiones (por ejemplo, desintegración climatoló- gica de las anomalías de la CST).

La Fase 2 exige amplios programas de XBT en los océanos tropicales en apoyo del TOGA. Además, se pecesita una mejor evaluación de la variabilidad en las diversas escalas climáticas para todas las regiones oceánicas en que actualmente se ca- rece de esta información, por ejemplo, el Océano Meridional que puede tener un efecto retroactivo en la Oscilación Meridional.

conocimiento de la variabilidad estacional, interanual y secular del contenido de calor del océano en las capas superiores, sobre la base de la in- formación obtenida en la Fase 2.

La Fase 3 necesitará posiblemente un buen

2 -4.2 Antecedentes

Existe una importante masa de experiencia científica, logística, de despliegue y análisis en relación con los XBT. Se ha demostrado cien- tíficamente en el Océano Pacífico que las anoma- lías en gran escala pueden detectarse e investi- garse gracias a los programas de XBT. También puede definirse el espectro de variabilidad con varios años de observaciones XBT efectuadas de acuerdo con estrategias viables demuestreo. Otros métodos para determinar las anomalías en el almacenamiento del calor (por ejemplo, la altimetría desde satélite o la tomografía acústica) se en- cuentran todavía en una etapa incipiente.

Se ha demostrado también que los programas XBT pueden aplicarse con confianza en determinados buques uti.lizados ocasionalmente para cumplir objetivos científicos concretos, pero aún no se ha demostrado que las observacionespuedanreunirse con la rapidez suficiente para utilizarlas respec- to de los diagnósticos de la Fase 1 y en los ectu- dios de previsión de la Fase 2.

los auspicios del Servicio Mundial Integrado de Servicios Oceánicos (IGOSS), que han preparado el terreno para los programas exploratorios de obser- vación de duración limitada en algunas regiones de interés esencial para el TOGA y para obtener una variabilidad en gran escala de primer orden como antecedente para el WOCE.

Las observaciones XBT proporcionan también una buena medida de la SST y, por consiguiente, podrían contribuir a los procedimient.os rutinarios de control de la calidad en el caso de la determi- nación de la SST con rayos infrarrojos con base en satélites.

El hecho de disponer de un instrumento barato desechable capaz de medir la salinidad conunaexac- titud de al menos hasta 0,03 partes por mil consti- tuiría un aporte muy importante a la capacidad actual y tendría una vasta aplicación. Semejante instrumento no existe en la actualidad.

Se han organizado programas regulares XBTbajo

2.4.3 Problemas

Se sabe que los datos XBT existentes son más abundantes que los que figuran en los actuales archivos de datos.

Es necesario perfeccionar drásticamente los métodos de acopio de datos. El acopio de datos tradicional a posteriori no permitirá satisfacer las necesidades de las Fases 1 y 2, y los datos que se precisan en las derrotas críticas podrían comunicarse por medio de satélites.

Debería estimularse la concepción de una sonda de salinidad desechable, demostrando tal vez que existe un mercado importante para este instrumento.


Se precisa efectuar un inventario de todos los conjuntos de datos XBT, para lo que habríaque pedir a los países que indiquen sus planes relativos a los programas XBT para los próximos años y que proporcionen información sobre las rutas, el muestreo, el acopio de datos, la disponibilidad de los datos (¿cuándo? ¿de quién?) y los productos del análisis.

Sin embargo, aun antes de concluir la labor señalada previamente es necesario planificar y eje- cutar unos pocos programas clave en regiones importantes para las Fases 1 y 2 y que se sabe carecen de buenas observaciones de series cronológicas. Debería pedirse a los grupos especiales del CCCO que elaboraran recomendaciones y asignaran prioridades a las regiones que han de explorarseconXBT.

La COI y la OMM deberían aplicar programas de XBT de duración fija en regiones tropicales de importancia.

Convendría que el Comité Científico de Inves- tigaciones Antárticas (Scm) y la OMM impulsaran a los Estados Miembros a utilizar los buques de abas- tecimiento de la Antártica para efectuar observaciones de rutina de XBT en el océano austral. Des- pués de efectuar dichas operaciones con carácter piloto durante unos cinco años, podría realizarse una evaluación seria de la necesidad de proseguir las operaciones para obtener al menos observaciones durante varios decenios con una cierta densidad de muestreo.

2.5 Hielo marino 2.5.1 Requisitos del PMIC

La Fase 1 necesitará la extensión del hielo

- No se sabe que la Fase 2 tenga requisitos a

La Fase 3 necesitará una vigilancia a largo

marino como aporte a las previsiones.

este respecto.

plazo de la extensión del hielo marino.

2.5.2 Antecedentes

Se producen amplias variaciones en las fechas y magnitud de la formación del hielo marino de un año a otro. Los experimentos numéricos han demostrado que la circulación atmosférica es sensible a los cambios en esta condición de su límite inferior. En lo que se refiere a la Fase1 setrata simplemente de la observación sistemática de la extensión del hielo a baja resolución de manera oportuna. Para la Fase 2, lacuestiónesencial son los efectos potenciales de retroacción que pueden ejercer las variaciones de la circulación sobre la extensión del hielo. El estudio de ese efecto de retroacción exige una mejor comprensión y la capacidad de representar en modelo el proceso de for- mación y el espesor del hielo. Se trata fundamentalmente de un aspecto de investigación al que, sin embargo, no se ha asignado una elevada prioridad dentro del PMIC. Dentro de la Fase 3, aun cuando la capacidad de representar en modelo la evolución del hielo marino pueda ser menos que Óptima, es muy importante estar al tanto de cualquier modificación en gran escala de la extensión del hielo marino, como indicador de la circulación atmosférica y del equilibrio global del agua dulce

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en el océano a latitudes elevadas. Para un análi- sis más a fondo de los aspectos relativos a la in- vestigación y a la observación en curso acerca del hielo marino, conviene remitirse al informe de la reunión de la CCA/OMM-JSC-CCCO sobre "La función del hielo marino en las variaciones climáticas", PMC-26 Ginebra, junio de 1982.

2.5.3 Problemas

- Las actuales técnicas para calcular la exten- sión del hielo marino se basan en losinformespro- cedentes de los buques que navegan en los canales críticos y en las imágenes de los instrumentos de microondas de los satélites. Los análisis de rutina disponibles en la actualidad son talvezade- cuados para los fines de la Fase 1, si bien es importante seguir contando con instrumentos de resolución relativamente elevada, como el Radió- metro de Microondas Multicanal de Exploración (SMMR) .

cordancia a largo plazo de la corriente de datos y de los procedimientos de análisis. Como los instrumentos de los satélites cambian, y la com- binación de los informes de la superficie y las observaciones de los satélites varía a lo largode un decenio o más, ¿la cantidad obtenida de "exten- sión del hielo marino" corresponde a lo que está ocurriendo realmente? Las desviaciones, si no se detectan, desvirtuarán la utilidad de la corriente de datos y de los análisis para los objetivos a largo plazo.

- En la Fase 3 el problema consiste en la con-


- Se precisa de un estudio sobre posibles procedimientos de calibración o mediciones de base que sirvan para mitigar este problema.

2.6 Flojo térmico superficial 2.6.1 Necesidades del PMIC

- Por el momento la Fase 1 no plantea necesidades concretas. - Tanto la Fase 2 como la Fase 3 precisan de observaciones o estimaciones del flujo térmico a través de la superficie del océano.

2.6.2 Antecedentes

Deben realizarse observaciones a partirdelas cuales pueda deducirse el flujo térmico a través de la superficie del océano. Este flujo es el resultado neto de la radiación solar incidente, del desprendimiento de rayos infrarrojos y de las ce- siones turbulentas de calor sensible y latente. Las estimaciones actuales dejan mucho que desear, al basarse casi por entero en datos recogidos por los buques de observación voluntarios (VOS). En los trópicos y en el Hemisferio Meridional, el muestre0 resulta inadecuado en lo que respecta a las anomalías de un mes para otro, y por doquier la falta de certidumbre de las fórmulas de parame- trización que se utilizan y los errores sistemáti- cos de los datos dan lugar a que sea muy dudoso el significado del producto analizado, al nivel de varias decenas de W/m2, incluso promediándolo a lo largo de muchos años. Todo ello pese a que ésta es la magnitud de la señal en la mayoría delosca- sos. El flujo térmico superficial constituye una variable fundamental del sistema climático, ynues- tra incapacidad de medirlo con una exactitud Útil, o de deducirlo de modo verificable a partirdeotras

observaciones, repercute gravemente en la credibi- lidad de los intentos de elaborar modelos del sistema climático y de documentar las fluctuaciones o cambios de importancia que en él se producen. Es poco probable que se resuelva a breve plazo esta situación profundamente insatisfactoria y para avanzar habrá que prestar cuidadosa atención a múltiples posibilidades distintas, sin garantías de obtener resultados aceptables. El presente debate se centra en los puntos que tienenimportancia para el sistema operacional de observación.

Probablemente, las mayores posibilidades de mejora procederán de una estrategia consciente de evaluación del rendimiento de los actuales modelos del clima atmosférico mundial y de los modelos operacionales de análisis y predicción del tiempo desde la perspectiva de los flujos térmicos superficiales, de la cantidad de movimiento y de la humedad atmosférica. No se soslaya con ello el problema de las mediciones,peroseleaplicandistintas capacidades y métodos de deducción. Así,porejem- plo, unas simulaciones verosímiles de la circula- ción atmosférica asociada a la Oscilación Meridio- nal deben revelar las regiones adecuadas de convec- ción profunda y la precipitación media estacional, lo cual implica restricciones de los coeficientes regionales de evaporación, que constituyen una fuente importante de incertidumbre en el flujotér- mico, así como en lo que respecta al balance de humedad. Puede contrastarse la exactitud de algunas partes de este cálculo cotejándolas con los conjuntos de datos existentes, que en la actualidad están en buena medida sin utilizar, tales como las detecciones de la nubosidad a partir de saté- lites y las estimaciones realizadas mediante microondas del total de agua precipitable dela atmósfera. A la larga, es probable que sólo el empleo de modelos atmosféricos de asimilación y su validaciónpara esta finalidad pueda resolver los problemas quepara la toma de muestras plantean los métodos actualesde estimación del flujo térmico superficial. A decir verdad, es improbable que los modelos predictivosa largo plazo que no estiman correctamente el flujo térmico a través de la superficie del océano puedan realizar predicciones de calidad.


A corto plazo, se suscitan los siguientes problemas con respecto a los enfoques y a las fuentes de datos que se emplean en la actualidad:

- La radiación solar neta que llega a la superficie de la tierra se estima habitualmente a base de cálculos de la nubosidad realizados a partir de VOS y aplicando fórmulas de parametrización deduci- das originalmente a partir de un número reducido de estaciones terrestres. Las observaciones plantean problemas en lo que respecta a la toma de muestras y esta parametrización está sujeta a múltiples incertidumbres. - Mediante datos procedentes de satélites geo-

estacionarios se han elaborado planes alternativos que parecen tener prometedoras aplicaciones en la investigación. Ahora bien, su utilidad final aparece limitada por la carencia de mediciones de la radiación realizadas desde buques que puedan utilizarse para comparaciones y calibración in situ. Los técnicos con una formación adecuada existentes probablemente podrian efectuar estas mediciones si se desplegasen en las naves de investigación de colaboración ocasional.

vés de la superficie del océano se calculan habitualmente a partir de parametrizaciones basadas en la velocidad del viento, la temperatura atmos- férica, la humedad y la temperatura de la superfi-

- Los flujos de calor sensible y latenteatra-

22

cie del mar (SST). Por regla general, el flujo térmico latente constituye el mayor y más incierto deloscomponentes del resultado final. Para aumentar la fiabilidad del muestreo, se calculan por separado los medios mensuales de estas cantidades y luego se multiplica la velocidad media delviento por las diferencias de temperatura aire-mar y por la humedad, para obtener, respectivamente, losflu- jos de calor sensible y latente. Es necesario efectuar algunas correcciones en las correlaciones diarias de estas cantidades, pero en generaldemí- nima magnitud. Ello no obstante, la exactitud del resultado es directamente proporcional a la de la diferencia de temperatura aire-mar y a la obtenida en la humedad específica. En análisis recientes se ha señalado que probablemente existan errores sistemáticos de importancia en las observaciones de la temperatura del aire -tanto si se eEectÚan mediante termómetros de depósito húmedo como con termómetros de depósito seco- que se deben a una exposición inadecuada en las condiciones difíciles que se dan a bordo de los VOS. Este problema po- dría probablemente paliarse estimando las temperaturas medias mensuales, tanto atmosféricas como de la superficie del mar, Únicamente a partir de observaciones realizadas de noche, evitando así las distorsiones ocasionadas por las radiaciones solares. - Desafortunadamente, aunque es probable que

en el próximo decenio se pueda disponer de estimaciones de la velocidad del viento, gracias a muestreos apropiados realizados en todo el mundo con dispersómetros o altímetros de satélites, no hay perspectivas de que se logren detectar a dis- tancia las diferencias de temperatura entre el aire y el mar o la humedad en la capa inmediata a la superficie. Así, pues, no cabe prever fuentes de datos alternativas y debe explorarse cualquier posibilidad de mejorar las fuentes existentes y su empleo para esta finalidad. Así, por ejemplo, hay indicios de correlaciones Útiles entre el total de agua atmosférica precipitable y la humedad superficial. Aquélla puede estimarse mediante instrumentos de microondas instaladas en los saté- lites actuales y en los que se espera que funcionen en el futuro, pero esta aplicación aún no goza de aceptación general y tanto el tratamiento como la disponibilidad de los datos plantean interrogantes. Aunque en la actualidad se halla en esta- dio de investigación, el perfeccionamiento de esta técnica de análisis podría tener grandes repercusiones en la evalución del OOSDP.


Que en las observaciones de las temperaturas del aire y del mar realizadas desde buques se men- cione si fueron hechas de día o de noche, de forma que pueda elaborarse un subconjunto de observaciones en el que influya mínimamente la radiación solar.

2.7 Corrientes oceánicas 2.7.1 Necesidades del PMIC

- No hay necesidades en lo que respecta a la

- La Fase 2 necesitará trabajos de cartografía Fase 1.

y vigilancia de las corrientes oceánicas en las regiones tropicales.

ciones y trabajos de cartografía de los regímenes de circulación a gran escala, así como de una labor de vigilancia durante un periodo prolongado.

- La Fase 3 precisará de importantes investiga-

2.7.2 Antecedentes

En Último término, cualquier sistema de ob- servación del océano aplicado al clima tendrá que basarse en la circulación del agua y en las corrientes que la conforman. No obstante, en la actualidad son limitadísimos los conocimientos y experiencia con que se cuenta para formular las necesidades que plantea semejante sistema, así como los medios para atenderlas. La mayor parte de la información sobre la circulación subsuperficial a gran escala se ha deducido indirectamente de mediciones de trazadores tales como la temperatura, la salinidad, los nutrientes y diversos trazadores radiactivos, combinados con las influencias dinámicas basadas en el equilibriogeostrófico a partir de la distribución de densidades y de los esfuerzos del viento sobre la superficie. Debido a la índole de este conjunto de datos, estos estudios se han visto limitados obligadamente a medias a largo plazo, recalcando los rasgos cualitativos o las cantidades integradas, con respecto a los cuales la conservación impone restricciones suplementarias. Las observaciones realizadas a partir de correntímetros y de flotadores han suministrado informaciones suplementarias de importancia dentro de los sistemas principales de corrientes, en los que la velocidad media no aparece oscurecida por las fluctuaciones aleatorias debidas a los torbellinos de mesoescala, pero hasta ahora no se han empleado para hacer deducciones a escala de las cuencas. Nuevas técnicas, como la tomografia acús- tica, abren perspectivas de aumentar grandemente nuestras posibilidades, pero durante algún tiempo deberán considerarse aún en fase experimental. El WOCE y el TOGA implicarán un enorme esfuerzo de observación utilizando estas metodologías. Ahora bien, la mayor parte de esta actividad se realiza adecuadamente en el seno de las organizaciones de investigación, por lo que no resulta oportuno in- cluirlas directamente aquí, El lector que desee informaciones más concretas puede consultar los documentos de planificación del WOCE y del TOGA.


- En cuanto a las corrientes superficiales, se cuenta con datos que se remontan a un número considerable de años extraídos del estudio de la deriva de 10s barcos y, en algunas posiciones especiales, deducidos de los mareógrafos. La diferencia entre la verdadera derrota de una nave y la calculada a partir de su corredera constituye una medida de la corriente superficial. Este método ha servido para determinar los sistemas de corrientes intensas, como la del Kurosivo y lacorriente delGolfo, habiendo dado lugar a innumerables atlas mundiales de dudoso valor climatológico. La inadecuada na- vegación y los problemas de muestreo que se suscitan, dejando aparte las interferencias del movimiento originado por los vientos, limitan gradualmente la utilidad de este método. Las observaciones del nivel del mar en las islas han contribuido grandemente a documentar la variabilidad interanual de los transportes integrados horizontalmen- te en aquellos escasos lugares en que durante muchos años han existido pares de islas adecuados. - Dada la situación actual de nuestros conoci-

mientos al respecto, los pasos siguientes para elaborar un esquema racional de un sistema de observación, tanto para la Fase 2 como para la Fase 3, deben consistir en una exploración siste- mática de la magnitud de los medios cronológicos a gran escala, así como de la variabilidadendis- tintas escalas espaciales y temporales, a fin de

23

poder juzgar qué fenómenos tienen mayor importancia y cómo debe plantearse una estrategia de toma de muestras mínimamente apropiada. Para ello se necesitan series cronológicas exploratorias, realizadas coherentemente durante un periodo limitado (aproximadamente diez años), que sirvan para documentar los principales ruidos de fondo de alta frecuencia y para empezar a determinar las pautas de las escalas cronológicas de interés climatoló- gico, todo ello con objeto de emplear la experiencia adquirida para concebir un sistema más eficaz en función del costo, al final del periodo. Las series de esta índole resultan también adecuadas en unos pocos lugares, en los que los sistemas importantes de corrientes se hallan confinados por estrechos o pasos, siendo por ello accesibles a técnicas de medición especiales de los transportes integrados. Habrán de compararse las pautas de variabilidad con las predichas por los modelos numéricos, pero estas Últimas no son lo bastante fiables para utilizarlas en la concepcióndel sistema a falta de confirmación experimental. - En cuanto a las capas superficiales delocéano,

habrá en el futuro posibles fuentes de información muy variadas. Durante el próximo decenio aproximadamente las más significativas serán quizá: 1 ) El estudio del nivel medio del mar a partir

de altimetría por satélite y desde las islas; 2 ) Las boyas superficiales a la deriva rastrea-

das desde satélites; 3) Los correntímetros acústicos Doppler instala-

dos en buques de colaboración ocasional; y 4) Las deducciones hechas a partir de los mapas

de la acumulación del calor subsuperf icial. De todas éstas, el Único conjunto fundamental de experiencia práctica acumulada durante más deunos pocos años es el relativo a los mareógrafos instalados en islas. - Un altimetro adecuadamente rastreado e ins-

talado en un satélite colocado en una Órbita apropiada, acompañado de las necesarias correcciones en lo tocante a la densidad electrónica de la ionos- fera y al vapor de agua de la troposfera, debería suministrar informaciones valiosísimas sobre los cambios que se producen en la corriente geostrófi- ca superficial en todo el mundo (tanto las velocidades a escala de las cuencas como las estadísti- cas de las fluctuaciones de mesoescala), con una exactitud que probablemente baste en la mayoría de los casos para detectar las principales pautas de variabilidad. Con un esfuerzo considerablemente mayor (incluida la determinación del geoide) , re- sultaría posible medir el componente temporal medio de la corriente superficial donde resulte más intensa o extendida. Mediante un control orbital adecuado, la toma de muestras durante el tiempode vida Útil del satélite debería resultar adecuada. Se precisa de un esfuerzo aparte realizado in situ para comprobar nuestra capacidad de elaborar modelos de las mareas de alta mar, que pueden conducir a errores significativos o a limitar la amplitud de las informaciones. Los planes actuales exigen lanzar como mínimo uno de dichos altimetros en ERS-1 en 1989, y posiblemente otro en el TOPEX. Ahora bien, se tratará de unos sistemas experimentales costosos, por lo que no es probable que se mantengan coherentemente durante el tiempo necesario para alcanzar las finalidades exploratorias antes mencionadas. Así pues, resultaría prudente prestar atención a posibles alternativas. - La técnica más consolidada consiste en las

boyas superficiales a la deriva, abundantemente empleadas en el FGGE, y desde entonces se han realizado varios programas de desarrollo. Siguen planteándose interrogantes acerca de hasta qué

punto la boya sigue al agua en lugar de ser arras- trada por el viento, así como en lo que se refiere a cómo interpretar el esfuerzo cortante vertical de la corriente en la proximidad de la superficie. El principal problema con que se tropieza al tratar de concebir un sistema de observación es el de lograr un muestre0 apropiado de las corrientes medias cronológicas en presencia de fluctuaciones debidas a los torbellinos de mesoescala. Puede lograrse esto, a un costo moderado, desplegando el suficiente número de boyas. Asimismo, las boyasa la deriva pueden llevar unos detectores sencillos con los que medir las temperaturas del aire y del mar y la presión superficial. En la sección 2.8 figura un análisis más detallado, incluidas propuestas de acción.

correntímetro acústico Doppler que proporciona perfiles de la velocidad horizontal con respecto a un buque (a excepción de la capa superior de 10 m aproximadamente, que no queda registrada) permanentemente en el tiempo a través de los 200m superiores. En combinación con unas informaciones correctas sobre la navegación, suministra las velocidades absolutas a lo largo de todo el tramo atravesado. Deben determinarse aún los rasgos de los errores, pero la experiencia alcanzada en los navíos de investigación ha demostrado que los instrumentos son fiables yproducendatosaparentemente significativos y de interés. Pueden instalarse en navíos mercantes seleccionados, pero esta aplica- ción está aún en fase experimental. Esta técnica podría complementar de modo interesante un programa de boyas a la deriva, por lo que debería em- prenderse un estudio piloto para evaluar sus posibilidades.

- En los Últimos años, se ha puesto a punto un


- Deberían aplicarse programas de boyas a la deriva en los trópicos, para vigilar las corrientes superficiales, así como las temperaturas del aire y del mar. - Las boyas a la deriva deberán utilizarse en

latitudes más elevadas, particularmente en el He- misferio Meridional, para observar las corrientes durante periodos más largos de lo que resultó posible enel FGGE, así comopara determinarla temperatura delmarydelairey la presión al nivel delmar. - Debe realizarse un programa piloto para de-

terminar el posible empleo de los velocímetros acústicos Doppler en buques de colaboración ocasional.

variables, a continuación examinaremos con más detalle el programa piloto propuesto para las boyas de superficie a la deriva.

Debido a sus repercusiones en algunas otras

2.8 Boyas a la deriva Varias de las necesidades de datos a que nos

hemos referido anteriormente pueden ser atendidas mediante un programa que emplee boyas a la deriva de superficie rastreadas mediante satélites. Se trata de: 1) una red difusa geográficamente de mediciones

in situ perfectamente calibradas de la temperatura de la superficie del mar (SST) (equiva- lente ala temperaturadelosbaldes demuestreo) que habrán de cotejarse con las observaciones con rayos IR simultáneas realizadas desde satélites;

2) series cronológicas exploratorias de las corrientes superficiales a gran escala, así como las estadísticas de la variabilidad de mesoescala; y

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3) únicamente en el Océano Austral, la presión superficial . Habrá que realizar varios programasde 10 años

de duración en diferentes regiones geográficas, en las que se lancen a los principales sistemas de corrientes boyas a la deriva a partir de un lugar o lugares fijos. lizarse son, por orden de prioridad: 1 ) el Pacífico Ecuatorial Oriental; 2) el Océano indico Ecuatorial; 3) el Océano Austral (lanzamiento de las boyas

Las regiones en que podrían rea-

desde las proximidades de Sudáfrica o de Australia) ;

4) el Océano Atlántico Ecuatorial; y 5) el Atlántico Septentrional y el Pacífico

Septentrional. Aunque este programa tiene por finalidad con-

tribuir a alcanzar las finalidades operacionales actuales en lo tocante a ia SST y (en el Oceáno Austral) a la presión, así como para obtener la experiencia sobre las corrientes superficiales necesaria para concebir un sistema de observación mejor en el futuro, también se necesitan las medidas de la corriente ecuatorial y de la SST para el TOGA, y las del Océano Austral para el WOCE. Dado que el conocimiento de los regímenes de las corrientes y de la variabilidad de mesoescala resulta esencial para elaborar un sistema racional, y dado que aquéllas están sometidas a grandes variaciones, se necesita contar con experiencia en distintas regiones de todo el mundo.

cronológica fragmentaria de aproximadamente cinco años. Esta serie muestra que: - puede conseguirse una cobertura adecuada de

esa región con una tasa de lanzamiento de aproximadamente 30 boyas por año;

- el régimen normal del flujo entre 50s y 50N y los cambios principales ocasionados por El Niño resultan claramente discernibles, junta- mente con accesos intermitentes de actividad de mesoescala; y

coherente para poder determinar la existencia y las magnitudes aproximadas de este tipo de variabilidad interanual es de 10 años. Desafortunadamente, ésta es la única región

con respecto a la cual se hayan analizado estas series cronológicas multianuales.

En el Océano Indico, la experiencia con la que contamos es mucho más limitada y, a causa de la inversión anual de los sistemas de corrientes, la situación es totalmente distinta. Práctica- mente cualquier información que se pueda recoger presenta interés. El primer problema que habría que resolver es si las boyas a la 6zriva deberán partir de distintos lugares de lanzamiento en diferentes épocas del año.

de fondo (velocidad a macroescala dividida por la raíz cuadrática media de la velocidad del torbellino de mesoescala) es algo menos favorable, pero aún relativamente elevada; cartografiar el campo de presión conforme a las especificaciones delFGGE exige aproximadamente 300 lanzamientos por año. Ahora bien, es probable que se puedan obtener in-

En el Pacífico Ecuatorial existe ya una serie

- la duración mínima de una serie cronológica

En el Océano Austral, la relación señal/ruido

formaciones oceanográficas de importancia (asicomo datos meteorológicos significativos) a partir de tasas de lanzamiento de 30-100 boyas al año desde unos pocos lugares seleccionados. Aprender a interpretar y emplear esta información requerirá una serie cronológica de 10 años y habrá que dar respuesta a las siguientes preguntas:

a la deriva, lanzadas desde un lugar concreto en distintos años y que acaban en zonas totalmente distintas, ¿experimenta cambios de importancia el régimen de circulación? ¿Cuáles son las mediciones adecuadas de importancia estadística con respecto a tales cambios? - ¿Varía significativamente de año a año o en

el transcurso de un decenio la intensidad de la Corriente Circumpolar Antártica, promediada en un tramo de su longitud? - ¿Cuál esla variabilidad del torbellino de me-

soescala como función de la posición? Además de ser de primordial importancia para

concebir un futuro sistema de observación, estos interrogantes son también importantes para el WOCE.

En el Atlántico Ecuatorial, las variaciones de las corrientes superficiales probablemente se deban a las anomalías de la SST y de la circula- ción atmosférica que sirven para predecir las se- quías del nordeste del Brasil.

En las latitudes medias del Hemisferio Sep- tentrional, la proporción de boyas a la deriva que penetran en el torbellino subpolar, en contraste con las que lo hacen en el subtropical, a partir de las corrientes límite occidentales, puede constituir un indicador sensible de las fluctuaciones interanuales de la circulación. Deben realizarse más experimentos con este tipo de datos a fin de resolver sobre esta posibilidad.

Existen detectores de presión y de temperatura adecuados, así como una adecuada localización y un sistema de relevo dedatos. Las mediciones del viento de la humedad y del almacenamiento subsuperf icial del calor se hallan aún en fase de elaboración, y deben considerarse Únicamente como base experimental (en el caso de que se tomen en consideración en absoluto). Se cuenta con una considerable experiencia en lo que respecta a distintos tipos de diseños de cascos y a la tecnología de las boyas (que refleja distintos compromisos entre, por un lado, una plataforma para medir la presión y otras variables atmosféricas y, por otro lado, para suministrar una buena medición de las corrientes oceá- nicas). Durante la serie cronológica exploratoria habrá que dejar en suspenso esta cuestión del diseño.

programa de que deberá ocuparse cuanto antes un grupo de expertos en boyas a la deriva, que cuente ade- más con personas experimentadas en detección de la SST por satélite y en el análisis de la presión superficial, comprenden: 1) la elección del diseño del casco y del acce-

sorio detector para cada región; 2) el intercambio de datos y los procedimientos

de análisis; 3) los lugares de lanzamiento adecuados y la

frecuencia de éstos.

- Tal como parecen indicar casi todas las boyas

Los problemas relativos a la concepción del

25

3. Puntos de acción

En el cuadro siguiente, los puntos expuestos en las secciones anteriores figuran en una lista en orden aproximado de importancia conforme a las cuatro categorías principales siguientes: Progra- mas Principales, Adaptaciones de los Procedimien- tos Existentes, Programas de Desarrollo y Piloto y Estudios y Ejercicios de Concepción. El grupo que se cita nominalmente podría encargarse de la responsabilidad principal de la puesta en práctica -en consulta con otros en la medida en que sea necesario- de dicho punto concreto. La COI debe- ría actuar fundamentalmente a través del IGOSS y

del Comité de Trabajo sobre el Intercambio de Da- tos Oceanográficos (IODE), incluido el Servicio Permanente del Nivel Medio del Mar (PSMSL) en lo que se refiere al nivel del mar. Cuando figura el nombre de la OMM, se entiende que se refiere fundamentalmente al organismo oceanográfico correspondiente. SOS es el Grupo Mixto de Trabajo CCCO-JSC sobre Sistemas de Observación por Medio de Satélites para Investigaciones Climáticas. Al CCCO debería corresponder la responsabilidad general de la coherencia y equilibrio de todo el programa.

Programas Principales

SST (base de datos para análisis mundiales, de climatología estaciona1 de la SST y de mitigación de las anomalías)

- Por satélite (también condiciones iniciales para la Fase 1)

- Actualizar los algoritmos de los satélites operacionales - Crear una red de calibración in situ - Controlar la calidad (deficiencias de los detectores, volcanes, etc.) - Intercambiar datos

- De tipo convencional (también las condiciones iniciales para la Fase 2)

- Adaptar los procedimientos de análisis a los distintos tipos de datos SST - Valorar los resultados obtenidos por el sistema - Controlar la calidad (incluida la acción recíproca con los productores) - Intercambiar datos

- Análisis de las anomalías

- Elaborar fórmulas estadísticas de regresión

Nivel medio del mar en las Fases 2 y 3 (apoyo al TOGA, base para el MSL mundial, comprobación de los altimetros)

- Mantener las estaciones de mareógrafos existentes a largo plazo - Crear nuevas estaciones - Enlazar todas las estaciones a largo plazo a la red geodésica (Fase 3) - Controlar la calidad - Intercambiar datos - Analizar los resultados obtenidos por la red in situ en lo que se refiere

a los campos de variabilidad respecto de la altimetría

Elaborar series cronológicas exploratorias de boyas a la deriva (Fases 2 y 3) (determinar las rutas, variabilidad y periodos de vida característicos, la calibración de la SST, la presión superficial (Océano Austral), las corrientes superficiales para el TOGA, calcular la energía de los torbellinos de mesoescala para el WOCE, la variabilidad (si se produce) en la circulación a escala de la cuenca)

sos

COI

CCCO

COI

sos

COI-om

- Grupo de expertos encargado de decidir acerca del diseño del casco y de los detectores, el intercambio y el análisis de datos, los lugares de lanzamiento y su frecuencia

27

- Mantener las series existentes en el Pacífico Oriental - Iniciar otras series en el Océano Indico - Ampliar la experiencia del FGGE al Océano Austral - Elaborar un plan para el Atlántico Ecuatorial y para el Atlántico

- Negociar un acuerdo arancelario con Argos y el Pacífico Septentrionales

Almacenamiento del calor subsuperficial (Fase 2) (con respecto. al TOGA; experimental con respecto al océano mundial)

- Mantener la red actual de barcos de colaboración ocasional para los XBT en el Pacifico

- Ampliar la red, en especial en el Océano Indico - Valorar los resultados obtenidos por el sistema - Controlar la calidad - Intercambiar datos

Adaptaciones de los procedimientos existentes

Mejora de los análisis de las observaciones por medio de satélites de la SST (Fase 1)

- Aplicar los algoritmos de despeje de nubes de la mayor calidad - Elaborar y aplicar el sistema de calibración a largo plazo empleando mediciones

in situ escogidas

Mejorar los análisis de la SST convencional (Fase l), así como los datos medios mensuales de viento y aire mediante termómetros de depósito seco y de depósito húmedo (Fases 2 y 3)

ccco

COI

sos

OMM

Diferenciar, tanto en los análisis como en los archivos, entre las SSTs del balde

Diferenciar, en los análisis entre el aire diurno y nocturno y las temperaturas de los depósitos húmedos Conservar los datos identificatorios de los buques en todos los archivos (Fases 2 y 3) Establecer calibraciones en los buques de la temperatura de inyección y la altura del anemómetro Estudiar la posibilidad de que los buques informantes transmitan el rumbo junto con los datos relativos al viento Mejorar los procedimientos de control de la calidad Análisis medios mensuales Intercambiar datos

de muestreo, de inyección y las peliculares /IGOSS,IODE

/IGOSS

Mejorar los rendimientos de los vientos nubosos de bajo nivel (para la Fase 2)

- Elaborar algoritmos de defección automatizados para los vientos de Wisconsin en el FGGE

Programas de Desarrollo y Piloto

Proyecto experimental sobre tiempo operacional de la transmisión y reunión de los datos procedentes de barcos de observación voluntarios (VOS) en el Atlántico tropical (Fase 1 ) (previsión de sequías en el nordeste del Brasil, gestión de los datos)

- Determinación de las líneas de navegación adecuadas - Implantación de comunicaciones por satélite - Creación de un centro de análisis y de procedimientos de previsión

- Valoración de la utilidad y concepción del programa ampliado experimental

Procedimientos de calibración y validación del dispersómetro (Fases 2 y 3)

- Análisis de los datos del SEASAT para las desviaciones aparentes - Apoyo a la investigación sobre el algoritmo de defección - Elaboración y creación de estaciones de intercomparación in situ - Valoración de los resultados obtenidos con el sistema de dispersómetros

Subconjunto de control de la calidad de los datos de la superficie obtenidos por los VOS (Fases 2 y 3) (determinación de desviaciones)

sos

OMM

sos

OMM- IGOSS

- Selección de dudasy conjuntos de instrumentos - Instalación de conjuntos y sistemas de comunicaciones en los buques seleccionados - Determinación de las correcciones dependientes de las instalaciones - Comparación de los datos con los obtenidos por los VOS próximos - Deducción de las desviaciones en los registros cronológicos de los VOS - Valoración de las repercusiones potenciales del control de la calidad

y de las comunicaciones en tiempo operacional sobre los resultados del sistema

28

Correntímetros acústicos en buques mercantes (Fase 2) (corrientes superficiales) ccco

- Instalación de un pequeño número de instrumentos en buques seleccionados - Series cronológicas exploratorias en regiones seleccionadas - Caracterización de la variabilidad de las corrientes próximas a la superficie

- Concepción de un sistema de observación de las corrientes superficiales y de los perfiles

Mediciones de la radiación in situ (Fases 2 y 3) (calibración del flujo solar mediante satélite)

- Grupodeexpertos en el muestre0 y el control de la calidad necesarios - Encontrar o formar técnicos - Observaciones realizadas a partir de los buques de investigación

de colaboración ocasional - Intercomparación con los cálculos realizados por satélite

Estudios y ejercicios de concepción

Acumulación del calor subsuperficial (Fases 2 y 3) (series cronológicas expioratorias)

- Inventario internacional e intercambio de los datos existentes - Completar el análisis de los datos existentes - Elaboración de una red ampliada de buques de colaboración ocasional

Hielo marino (Fase 3) (cambios a largo plazo en la cubierta)

- Elaboración de procedimientos de calibración y validación a largo plazo

Valoración de los resultados de los modelos de asimilación cuadridimensionales con respecto a los flujos superficiales (todas las fases) (mejorar los análisis de los flujos de calor y agua dulce)

- Análisis de las divergencias en el flujo medio del calor en los continentes - Comparación de los resultados cartográficos de la presión superficial

- Análisis de los flujos superficiales de calor y de humedad con respecto con las estadísticas de los datos de entrada

a la consistencia oceanográfica

OMM

COI ccco ccco

ccco

JSC

JSC-CCCO

29

Argos

AVHRR

CCA

ccco

co 1

ERS- 1

FGGE

GARP

HIRS

IGOSS

IODE

IR

JASIN

JSC

MSL

OMM

OOSDP

PMC

PMIC

PSMSL

SCAR

SCOR

Seasat

SMMR

SMT

sos

Glosario de siglas y terminos especiales

Sistema francés de transmisión de datos por medio de satélites y ubicación de plataformas, que se realiza a bordo de satélites de la NOAA (EE.UU.) en órbita polar

Advanced Very-High Resolution Radiometer

Comisión de Ciencias Atmosféricas de la OMM

Comité Mixto SCOR-COI sobre los Cambios Climáticos y el Océano

Comisión Oceanográfica Intergubernamental de la Unesco

Satélite de detección de recursos terrestres-1

Primer Experimento Mundial del GARP, realizado desde noviembre de 1978 hasta finales de 1979

Programa de Investigación Global de la Atmósfera, organizado conjuntamente por el CIUC y la OMM

High-resolution InfraRed Sounder

Grupo Mixto de Trabajo COI-OMM sobre el Sistema Mundial Integrado de Servicios Oceánicos

Comité de Trabajo de la COI sobre el Intercambio Internacional de Datos Oceanográficos

Infrarrojo

Proyecto Conjunto sobre la Interacción Aire Mar

Comité Científico Mixto (del CIUC y la OMM) para el PMIC

Nivel Medio del Mar

Organización Meteorológica Mundial

Programa de Desarrollo de un Sistema de Observación del Océano

Programa Mundial sobre el Clima

Programa Mundial de Investigación del Clima

Servicio Permanente del Nivel Medio del Mar

Comité Científico de Investigaciones Antárticas

Comité Científico de Investigaciones Oceánicas

Satélite terrestre dedicado a aplicaciones oceanográficas (EE.UU.)

Scanning Multichannel Microwave Radiometer

Sistema Mundial de Telecomunicación

Grupo de Trabajo Mixto JSC-CCCO sobre Sistemas de Observación por Satélite para investigaciones Climáticas

SST Temperatura de la superficie del mar

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TOGA

TOPEX

vos

WOCE

XBT

Los Océanos Tropicales y la Atmósfera Mundial

Experimento topográfico, empleando un altimetro de radar de precisión

Barco de observación voluntario

Experimento Mundial sobre la Circulación del Océano

Batiterrnógrafo no recuperable

32

programma de desarrollo de un sistema de …unesdoc.unesco.org/images/0013/001352/135228so.pdf ·...

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