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Nivel del mar y corrientes superficiales - Informe final
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Nivel del mar y corrientes superficiales
Los satélites altimétricos proporcionan datos del nivel del mar y a partir de él se pueden deducir corrientes geostróficas superficiales. Los datos altimétricos utilizados en el ST-IMEDEA son producidos por Ssalto/Duacs y distribuidos por Aviso, con apoyo del CNES
Principio altimétrico:
El altímetro emite una onda radar y la analiza después de ser reflejada por la superficie. El nivel del mar (Sea Surface Height, SSH) es igual a la diferencia entre la distancia satélite-superficie (deducida del tiempo que tarda la onda en ir y volver) y la posición del satélite respecto a una superficie de referencia arbitraria (el centro de la Tierra, o una superficie regular que se aproxime a su forma real, el elipsoide de referencia). El nivel del mar (SSH) medido por el altímetro se descompone en: SSH = G + h + h' + E. (ver figura 5).
Figura 5. Esquema general sobre el principio altimétrico.
Donde G es el geoide (la superficie equipotencial sobre la que el océano estaría en caso de no existir corrientes oceánicas); h es la topografía dinámica promedio (variaciones del nivel del mar asociadas a señales oceanográficas permanentes); h' es la topografía dinámica variable (variaciones del nivel del mar asociados a señales oceanográficas no permanentes) y E son errores tanto de órbita (el error dominante en los altímetros) como otro tipo de errores debido a correcciones geofísicas (troposfera húmeda, ionosfera, ...).
Topografía dinámica absoluta:
Para obtener la topografía dinámica la mejor manera sería eliminando G de la ecuación previa, pero el problema es que todavía no se conoce el geoide con suficiente precisión. La solución utilizada normalmente es eliminar un promedio temporal (asumiendo que el geoide se puede considerar constante en escalas temporales de algunos años), lo que resulta en la parte variable de la señal oceanográfica (h') que habitualmente se conoce como anomalía del nivel del mar (Sea Level Anomaly, SLA).
La señal permanente o topografía dinámica promedio (Mean Dynamic Topography, MDT) se puede obtener a partir de una combinación de diferentes tipos de medidas (altimetría, modelos numéricos, boyas lagrangianas, datos hidrográficos, ...). Actualmente se utiliza la MDT de Rio et al. 2007.
De esta forma, la topografía dinámica absoluta (Absolute Dynamic Topography, ADT) se calcula simplemente añadiendo la MDT a la SLA: ADT = SLA + MDT
Corrientes geostróficas:
Una vez obtenida la topografía dinámica absoluta, se pueden calcular las corrientes mediante la aproximación geostrófica:
donde, Ug y Vg denotan las componentes zonal y meridional de la velocidad geostrófica, f es el parámetro de Coriolis , g es la aceleración de la gravedad y x e y son las distancias en longitud y latitud, respectivamente.
El ST-IMEDEA ofrece dos tipos de productos altimétricos: Imágenes de tiempo casi real e imágenes de tiempo diferido
Imágenes tiempo casi real
Las imágenes de tiempo casi real (figura 6) contienen información sobre la topografía dinámica absoluta y corrientes geostróficas obtenidas a partir de un proceso de interpolación óptima combinando todos los altímetros disponibles (Jason-1, Envisat, Geosat Follow-On). La topografía dinámica absoluta se obtiene mediante la suma de la anomalía del nivel del mar medida por el altímetro más una topografía dinámica promedio (más detalles en: Rio et al., 2007). Las corrientes se calculan aplicando la aproximación geostrófica. La resolución temporal es diaria pero la distribución de los datos se hace con 6 días de demora (por ejemplo, para el 20 de marzo está disponible el mapa correspondiente al 14 de marzo, el 21 el correspondiente al 15, etc). La resolución espacial es de 1/8º (~12 km).
Figura 6. Ejemplo de imagen de tiempo casi real. En color se representa la topografía dinámica absoluta mientras que las corrientes geostróficas son representadas por los vectores.
Imágenes tiempo diferido
Las imágenes de tiempo diferido (figura 7) contienen información sobre la topografía dinámica absoluta y corrientes geostróficas obtenidas a partir un proceso de interpolación óptima combinando dos altímetros (Jason-1y Envisat, Geosat Follow-On).La topografía dinámica absoluta se obtiene mediante la suma de la anomalía del nivel del mar medida por el altímetro más una topografía dinámica promedio (más detalles en: Rio et al., 2007). Las corrientes se calculan aplicando la aproximación geostrófica. La resolución temporal es semanal pero la distribución de los datos se hace con varios meses de demora ya que el procesado tiempo diferido requiere de mayor tiempo al utilizar unas correcciones de orbita específicas y de mayor precisión. La resolución espacial es de 1/8º (~12 km).
Figura 7. Ejemplo de imagen de tiempo casi real. En color se representa la topografía dinámica absoluta mientras que las corrientes geostróficas son representadas por los vectores. La principal diferencia con el tiempo real, es que los datos se distribuyen con varios meses de demora debido al tipo de correcciones aplicadas.
Los sensores ópticos que operan en la banda visible del espectro electromagnético proporcionan información del color del océano y de forma indirecta de la clorofila y fitoplancton.
El ST-IMEDEA proporciona datos del satélite MODIS-Aqua de la NASA (figura 8). En particular, se utiliza el producto Nivel-3 (Level-3 binned) que consiste en la acumulación de todos los datos de Nivel-2, correspondiente al periodo de los tres 3 días anteriores. La resolución temporal es diaria pero la distribución de los datos se hace con 2 días de demora (por ejemplo, para el día 20 de marzo está disponible la imagen del 18 de marzo que se ha obtenido combinando datos del 16, 17 y 18 de marzo). La resolución espacial de las imágenes es de 4.6x4.6 km.
Figura 8. Ejemplo de imagen de color del océano (nivel-3) correspondiente al día 4 de marzo de 2007. La resolución de la imagen es de 4.6 km.

References: resolución 
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