Métodos · SATcoral
Cómo se calcula cada producto.
De la temperatura nocturna del mar a la alerta regional: los ocho productos de SATcoral, sus fuentes, sus umbrales y cómo citarlos.
Sistema SATcoral
El Sistema Satelital de Alerta Temprana de Blanqueamiento de Corales 1-km (SATcoral) forma parte del Sistema de Información y Análisis Marino Costero (SIMAR) de la CONABIO. Su metodología se basa en el enfoque de NOAA Coral Reef Watch, pero parte de una nueva serie de tiempo diaria de la temperatura superficial del mar nocturna satelital a 1 km, generada como parte del SATMO-SIMAR.
La herramienta permite a quienes toman decisiones estar informados sobre posibles eventos de blanqueamiento asociados a un estrés térmico acumulado y, con ello, implementar oportunamente planes de respuesta y acciones de conservación, así como garantizar los planes de restauración.
Los productos 1 a 3 (temperatura nocturna, su climatología y su máximo climatológico) los genera el SATMO; su ficha técnica está en Productos de datos · SATMO. Los productos 4 a 8 son propios del SATcoral.
1. Temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km diaria (NSST)
La NSST [°C] es un producto del Sistema Satelital de Monitoreo Oceánico (SATMO) del SIMAR que combina dos fuentes de productos diarios de la temperatura superficial del mar (solo nocturna), derivados de sensores remotos satelitales y apoyados por datos in situ, para dos períodos de tiempo consecutivos, con una máscara de tierra personalizada:
- OSTIA [1-oct-1981 al 31-may-2002] (5 km remuestreado a 1 km): Global Ocean OSTIA Sea Surface Temperature and Sea Ice Reprocessed (SST_GLO_SST_L4_REP_OBSERVATIONS_010_011) (Good et al., 2020). CMEMS. https://doi.org/10.48670/moi-00168
- GHRSST-MUR [1-jun-2002 al día anterior al presente] (1 km): GHRSST Multiscale Ultrahigh Resolution (MUR), Level 4 Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1) (MUR-JPL-L4-GLOB-v4.1). http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
2. Climatología mensual ajustada de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km (1985-2012) (NOAA-M-NSST-C)
La evaluación del estrés térmico por calor en los arrecifes de coral requiere conocer la temperatura base histórica (climatología), con la misma resolución espacial, para identificar y evaluar temperaturas anómalas. Desde 1997, el programa Coral Reef Watch (CRW) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) utiliza productos derivados de satélites para monitorear el estrés térmico que conduce al blanqueamiento masivo de los corales.
- 1997: climatología “Heritage” 50 km de CRW-NOAA (0.5 grados de resolución; 1985-1990 y 1993, omitiendo 1991-1992 por la contaminación de aerosoles tras la erupción del Monte Pinatubo el 15 de junio de 1991), con valores de temperatura superficial del mar (SST) solo nocturnos para evitar el calentamiento diurno de la superficie y los reflejos solares (Liu et al., 2012, 2013).
- 2007: climatología “Enhanced” 50 km (E-50) de CRW-NOAA, construida con la SST de Pathfinder v5.0 (1985-2006), con mayor cobertura en ubicaciones costeras (Heron et al., 2014).
- 2015: climatología 5 km de CRW-NOAA (NOAA-M-NSST-C), que usa 28 años (1985-2012) de SST diaria de 4 km del radiómetro AVHRR Pathfinder v5.2. No se rellenaron los píxeles vacíos y se excluyeron los datos anteriores a 1985 por el sesgo frío en píxeles costeros. Solo se usaron datos nocturnos para evitar los efectos de la variación diurna y representar mejor las anomalías a las profundidades donde viven los corales (Heron et al., 2013). La climatología se ajustó con las tendencias locales de temperatura para coincidir con la climatología Heritage de 50 km, de modo que, aunque se usan datos de 1985-2012, el resultado representa el período 1985-1990 más 1993 (Heron et al., 2015).
El SATcoral del SIMAR utiliza esta climatología mensual ajustada (NOAA-M-NSST-C), remuestreada de 5 km a 1 km de resolución espacial.
3. Máximo de la climatología mensual ajustada (NOAA-MXM-NSST-C)
El NOAA-MXM-NSST-C se define como el más cálido de los 12 valores climatológicos medios mensuales de cada píxel, e indica el límite superior de la temperatura “habitual”. Es un producto satelital formado por una imagen cuyos píxeles contienen los valores máximos de la serie NOAA-M-NSST-C, remuestreada de 5 km a 1 km de resolución espacial.
4. Hotspot satelital 1-km diario de blanqueamiento de corales (DHS)
El DHS es la anomalía positiva de la NSST respecto al NOAA-MXM-NSST-C; es decir, DHS (°C) = NSST − NOAA-MXM-NSST-C.
Los valores del DHS (HotSpot) oscilan entre 0 y 5 °C. Valores de 1 °C o más indican estrés térmico por calor que podría derivar en el blanqueamiento de los corales, y se destacan en gradientes de color del amarillo y el naranja al rojo y el marrón.
5. Grado de calentamiento semanal satelital 1-km diario de blanqueamiento de corales (D-DHW)
El D-DHW [°C-semanas] es una medida del estrés térmico marino diario por calor acumulado desde el 1 de enero de 1982, a partir de datos de NSST registrados por satélite desde el 1 de octubre de 1981, con una resolución espacial de 1 km. Su escala oscila entre 0 y 20 °C-semanas, aunque se han registrado valores superiores.
Se calcula diariamente después del DHS, como la suma de los DHS ≥ 1 °C de los últimos 84 días (12 semanas, incluyendo el día del cálculo), dividida entre 7 para expresarlo como producto semanal. Está directamente relacionado con el momento y la intensidad del blanqueamiento de los corales.
Si el estrés por calor acumulado continúa aumentando:
- D-DHW ≥ 0 y < 4 °C-semanas: riesgo de un posible blanqueamiento.
- D-DHW ≥ 4 y < 8 °C-semanas: riesgo de un probable blanqueamiento significativo.
- D-DHW ≥ 8 y < 12 °C-semanas: hay blanqueamiento y es probable la mortalidad de corales sensibles al calor.
- D-DHW ≥ 12 y < 16 °C-semanas: hay blanqueamiento y es probable una mortalidad moderada de múltiples especies.
- D-DHW ≥ 16 y < 20 °C-semanas: hay blanqueamiento y es probable una mortalidad severa del arrecife (> 50 % de los corales).
- D-DHW ≥ 20 °C-semanas: hay blanqueamiento y es probable una mortalidad casi completa del arrecife (> 80 % de los corales).
6. Alerta satelital 1-km diaria de blanqueamiento de corales (CBA)
El producto CBA se basa en el D-DHW, considerando sus posibles combinaciones con los valores del DHS, y se representa mediante 8 niveles de alerta (Tabla 1).
| Nivel | Nivel de estrés en corales | Definición | Intensidad potencial del blanqueamiento y de la mortalidad |
|---|---|---|---|
| 1 | Sin estrés | DHS ≤ 0 °C | Sin blanqueamiento |
| 2 | Vigilancia de blanqueamiento | 0 °C < DHS < 1 °C | Baja probabilidad de blanqueamiento |
| 3 | Posible blanqueamiento | DHS ≥ 1 °C y 0 °C < D-DHW < 4 °C | Posible blanqueamiento |
| 4 | Probable blanqueamiento | DHS ≥ 1 °C y 4 °C ≤ D-DHW < 8 °C | Probable blanqueamiento significativo |
| 5 | Blanqueamiento y mortalidad probable | DHS ≥ 1 °C y 8 °C ≤ D-DHW < 12 °C | Blanqueamiento y probable mortalidad de corales sensibles al calor |
| 6 | Blanqueamiento y mortalidad moderada | DHS ≥ 1 °C y 12 °C ≤ D-DHW < 16 °C | Blanqueamiento y probable mortalidad moderada de múltiples especies |
| 7 | Blanqueamiento y mortalidad severa | DHS ≥ 1 °C y 16 °C ≤ D-DHW < 20 °C | Blanqueamiento y probable mortalidad severa del arrecife (> 50 % de los corales) |
| 8 | Blanqueamiento y mortalidad casi completa | DHS ≥ 1 °C y D-DHW ≥ 20 °C | Blanqueamiento y probable mortalidad casi completa del arrecife (> 80 % de los corales) |
7. Alerta satelital 1-km diaria de blanqueamiento de corales, máximo de 7 días (CBA-7day-Max)
El CBA-7day-Max es un producto basado en el estrés térmico por calor en corales que se calcula secuencialmente después del CBA. Constituye el valor máximo reportado del CBA durante los 7 días previos (incluyendo el día del cálculo) y se representa mediante 8 niveles (Tabla 1).
8. Alerta satelital regional 1-km diaria de blanqueamiento de corales, máximo de 7 días (R-CBA-7day-Max)
El R-CBA-7day-Max se determina para varias zonas predefinidas de arrecifes coralinos, incluidas las Áreas Naturales Protegidas marinas, a partir del CBA-7day-Max y sus 8 niveles de estrés térmico por calor (Tabla 1). Se genera operacionalmente cada día desde el 1 de enero de 1982, con datos de NSST estimados por satélite desde el 1 de octubre de 1981.
La alerta regional es una tabla de atributos asociada a cada una de las regiones virtuales predefinidas (194 polígonos) y se determina a partir del percentil 90 % de la suma acumulada (del 100 %) de los datos válidos del CBA-7day-Max, según los valores y la definición de la Tabla 1 (Fig. 1).
Los criterios de selección de las 194 regiones virtuales consideran los 50 países y territorios con costa o Zona Económica Exclusiva del área SIMAR (29 países independientes y 21 territorios dependientes) e incluyen: (1) los límites marinos de la Zona Económica Exclusiva; (2) los límites del Mar Territorial; (3) las Áreas Naturales Protegidas marino-costeras; (4) la distribución global de arrecifes de coral (con un buffer de 20 km alrededor de los arrecifes); y (5) la Carta Batimétrica General de los Océanos, para extraer la profundidad máxima de cada polígono.
Nota: el percentil 90 % de una serie de datos es el valor que incluye el 90 % de los datos muestreados. Para obtenerlo se cuentan, en el área de trabajo, los píxeles de cada una de las 8 clases de alerta (Tabla 1), se calcula el porcentaje de cada clase respecto al total y se suman ordenadamente desde la clase 1 hasta la 8; la clase en la que la suma alcanza o supera 90 es la que corresponde al percentil 90 %.
Figura 1. Ocho niveles de estrés de la alerta satelital regional 1-km diaria de blanqueamiento de corales (máximo de 7 días) (R-CBA-7day-Max) para las regiones predefinidas del SATcoral-SIMAR.
Referencias
- Good, S.; Fiedler, E.; Mao, C.; Martin, M.J.; Maycock, A.; Reid, R.; Roberts-Jones, J.; Searle, T.; Waters, J.; While, J.; Worsfold, M. The Current Configuration of the OSTIA System for Operational Production of Foundation Sea Surface Temperature and Ice Concentration Analyses. Remote Sens. 2020, 12, 720. https://doi.org/10.3390/rs12040720
- JPL MUR MEaSUREs Project. 2015. GHRSST Level 4 MUR Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1). Ver. 4.1. PO.DAAC, CA, USA. http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
- Liu, G., C.M. Eakin, J.L. Rauenzahn, T.R.L. Christensen, S.F. Heron, J. Li, W. Skirving, A.E. Strong, and T. Burgess (2012) NOAA Coral Reef Watch’s Decision Support System for Coral Reef Management. Proc 12th Int Coral Reef Symp, 2012.
- Liu, G., J.L. Rauenzahn, S.F. Heron, C.M. Eakin, W.J. Skirving, T.R.L. Christensen, A.E. Strong, J. Li (2013) NOAA Coral Reef Watch 50-km Satellite Sea Surface Temperature-Based Decision Support System for Coral Bleaching Management, NOAA Technical Report NESDIS 143. NOAA/NESDIS. College Park, MD. 33pp.
- Heron, S.F., G. Liu, J.L. Rauenzahn, T.R.L. Christensen, W.J. Skirving, T.F.R. Burgess, C.M. Eakin, and J.A. Morgan (2014) Improvements to and Continuity of Operational Global Thermal Stress Monitoring for Coral Bleaching. Journal of Operational Oceanography 7: 3-11.
- Heron, S.F., M.L. Heron, W. Pichel (2013) Thermal and radar overview. pp. 285-312 in: Goodman, J.A., et al. (eds.) Coral Reef Remote Sensing: A Guide for Mapping, Monitoring and Management. Springer, New York, NY, USA. 436pp.
- Heron, S.F., Liu G., Eakin C.M., Skirving W.J., Muller-Karger F.E., Vega-Rodriguez M., De La Cour J.L., Burgess T.F.R., Strong A.E., Geiger E.F., Guild L.S., Lynds S. (2015). Climatology Development for NOAA Coral Reef Watch’s 5-km Product Suite. Technical Report NESDIS 145. NOAA/NESDIS, Coral Reef Watch, College Park, MD. 21 p. https://dx.doi.org/10.7289/V59C6VBS
Cómo citar SATcoral. Cerdeira-Estrada, S., R. Martell-Dubois, J. Valdez-Chavarin, L. Rosique-de la Cruz, H. Caballero-Aragón, E. Santamaria-del-Angel, J. López-Perea, S. Perera-Valderrama, F. Muller-Karger, and R. Ressl. 2025. “SATcoral: Satellite-based Early Warning System for Coral Bleaching 1-km in Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR).” Conabio. Available online: https://simar.conabio.gob.mx/plus/alertas/#satcoral. Accessed on March 12, 2025.
The SATcoral system
The Satellite-based Early Warning System for Coral Bleaching 1-km (SATcoral) is part of CONABIO’s Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR). Its methodology is based on the approach of NOAA Coral Reef Watch, but starts from a new daily 1-km satellite nighttime sea surface temperature time series generated as part of SATMO-SIMAR.
The tool allows decision-makers to stay informed about possible bleaching events associated with accumulated thermal stress and, in turn, to promptly implement response plans and conservation actions, as well as to ensure restoration plans.
Products 1 to 3 (night-time temperature, its climatology and its climatological maximum) are produced by SATMO; their technical sheet is in Data products · SATMO. Products 4 to 8 are specific to SATcoral.
1. Daily 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature (NSST)
The NSST [°C] is a product of the SIMAR Satellite Ocean Monitoring System (SATMO) that combines two sources of daily sea surface temperature products (nighttime only), derived from satellite remote sensing and supported by in situ data, for two consecutive time periods, with a custom land mask:
- OSTIA [1 Oct 1981 to 31 May 2002] (5 km resampled to 1 km): Global Ocean OSTIA Sea Surface Temperature and Sea Ice Reprocessed (SST_GLO_SST_L4_REP_OBSERVATIONS_010_011) (Good et al., 2020). CMEMS. https://doi.org/10.48670/moi-00168
- GHRSST-MUR [1 Jun 2002 to the day before present] (1 km): GHRSST Multiscale Ultrahigh Resolution (MUR), Level 4 Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1) (MUR-JPL-L4-GLOB-v4.1). http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
2. Monthly Satellite Nighttime Sea Surface Temperature adjusted Climatology 1-km (1985-2012) (NOAA-M-NSST-C)
Assessing heat stress on coral reefs requires knowing the historical baseline temperature (climatology) at the same spatial resolution in order to identify and evaluate anomalous temperatures. Since 1997, the Coral Reef Watch (CRW) program of the US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) has used satellite-derived products to monitor the thermal stress that leads to mass coral bleaching.
- 1997: CRW-NOAA “Heritage” 50-km climatology (0.5-degree resolution; 1985-1990 and 1993, omitting 1991-1992 because of aerosol contamination after the eruption of Mount Pinatubo on 15 June 1991), using nighttime-only sea surface temperature (SST) values to avoid daytime surface warming and sun glint (Liu et al., 2012, 2013).
- 2007: CRW-NOAA “Enhanced” 50-km (E-50) climatology, built from Pathfinder v5.0 SST (1985-2006), with greater coverage at coastal locations (Heron et al., 2014).
- 2015: CRW-NOAA 5-km climatology (NOAA-M-NSST-C), which uses 28 years (1985-2012) of 4-km daily SST from the AVHRR Pathfinder v5.2 radiometer. Empty pixels were not filled and data before 1985 were excluded because of a cold bias in coastal pixels. Only nighttime data were used to avoid the effects of diurnal variation and to better represent temperature anomalies at the depths where corals live (Heron et al., 2013). The climatology was adjusted with local temperature trends to match the earlier 50-km Heritage climatology, so that, although data from 1985-2012 are used, the result represents the period 1985-1990 plus 1993 (Heron et al., 2015).
The SIMAR SATcoral uses this adjusted monthly climatology (NOAA-M-NSST-C), resampled from 5 km to 1 km spatial resolution.
3. Maximum of the adjusted Monthly Climatology (NOAA-MXM-NSST-C)
The NOAA-MXM-NSST-C is defined as the warmest of the 12 mean monthly climatological values for each pixel, and indicates the upper limit of “usual” temperature. It is a satellite product consisting of an image whose pixels hold the maximum values of the NOAA-M-NSST-C series, resampled from 5 km to 1 km spatial resolution.
4. Daily 1-km Satellite Coral Bleaching HotSpots (DHS)
The DHS is the positive anomaly of the NSST with respect to the NOAA-MXM-NSST-C; that is, DHS (°C) = NSST − NOAA-MXM-NSST-C.
DHS (HotSpot) values range from 0 to 5 °C. Values of 1 °C or more indicate heat stress that could lead to coral bleaching, and are highlighted in color gradients from yellow and orange to red and brown.
5. Daily 1-km Satellite Coral Bleaching Degree Heating Week (D-DHW)
The D-DHW [°C-weeks] is a measure of daily marine heat stress accumulated since 1 January 1982, from NSST data recorded by satellite since 1 October 1981, at a spatial resolution of 1 km. Its scale ranges from 0 to 20 °C-weeks, although higher values have been recorded.
It is computed daily after the DHS, as the sum of the DHS values ≥ 1 °C over the previous 84 days (12 weeks, including the day of calculation), divided by 7 so that it is expressed as a weekly product. It is directly related to the timing and intensity of coral bleaching.
If accumulated heat stress keeps increasing:
- D-DHW ≥ 0 and < 4 °C-weeks: risk of possible bleaching.
- D-DHW ≥ 4 and < 8 °C-weeks: risk of probable significant bleaching.
- D-DHW ≥ 8 and < 12 °C-weeks: bleaching is present and mortality of heat-sensitive corals is likely.
- D-DHW ≥ 12 and < 16 °C-weeks: bleaching is present and moderate mortality of multiple species is likely.
- D-DHW ≥ 16 and < 20 °C-weeks: bleaching is present and severe reef mortality (> 50% of corals) is likely.
- D-DHW ≥ 20 °C-weeks: bleaching is present and near-complete reef mortality (> 80% of corals) is likely.
6. Daily 1-km Satellite Coral Bleaching Alert (CBA)
The CBA product is based on the D-DHW, considering its possible combinations with DHS values, and is represented by 8 alert levels (Table 1).
| Level | Coral stress level | Definition | Potential bleaching intensity and mortality |
|---|---|---|---|
| 1 | Without stress | DHS ≤ 0 °C | No bleaching |
| 2 | Bleaching monitoring | 0 °C < DHS < 1 °C | Low probability of bleaching |
| 3 | Possible bleaching | DHS ≥ 1 °C and 0 °C < D-DHW < 4 °C | Possible bleaching |
| 4 | Probable bleaching | DHS ≥ 1 °C and 4 °C ≤ D-DHW < 8 °C | Probable significant bleaching |
| 5 | Bleaching and probable mortality | DHS ≥ 1 °C and 8 °C ≤ D-DHW < 12 °C | Bleaching and probable mortality of heat-sensitive corals |
| 6 | Bleaching and moderate mortality | DHS ≥ 1 °C and 12 °C ≤ D-DHW < 16 °C | Bleaching and probable moderate mortality of multiple species |
| 7 | Bleaching and severe mortality | DHS ≥ 1 °C and 16 °C ≤ D-DHW < 20 °C | Bleaching and probable severe mortality of the reef (> 50% of corals) |
| 8 | Bleaching and near-complete mortality | DHS ≥ 1 °C and D-DHW ≥ 20 °C | Bleaching and probable near-complete mortality of the reef (> 80% of corals) |
7. Daily 1-km Satellite Coral Bleaching Alert, 7-day maximum (CBA-7day-Max)
The CBA-7day-Max is a coral heat-stress product computed sequentially after the CBA. It is the maximum CBA value reported during the previous 7 days (including the day of calculation) and is represented by 8 levels (Table 1).
8. Daily 1-km Regional Satellite Coral Bleaching Alert, 7-day maximum (R-CBA-7day-Max)
The R-CBA-7day-Max is determined for several predefined coral reef zones, including marine Protected Natural Areas, from the CBA-7day-Max and its 8 levels of heat stress (Table 1). It is generated operationally every day since 1 January 1982, using satellite-estimated NSST data since 1 October 1981.
The regional alert is an attribute table associated with each of the predefined virtual regions (194 polygons) and is determined from the 90th percentile of the cumulative sum (of 100%) of the valid CBA-7day-Max data, according to the values and definition in Table 1 (Fig. 1).
The selection criteria for the 194 virtual regions consider the 50 countries and territories with a coastline or Exclusive Economic Zone in the SIMAR area (29 independent countries and 21 dependent territories) and include: (1) the marine limits of the Exclusive Economic Zone; (2) the limits of the Territorial Sea; (3) marine-coastal Protected Natural Areas; (4) the global distribution of coral reefs (using a 20-km buffer around reefs); and (5) the General Bathymetric Chart of the Oceans, to extract the maximum depth of each polygon.
Note: the 90th percentile of a data series is the value that includes 90% of the sampled data. To obtain it, the pixels of each of the 8 alert classes (Table 1) are counted in the study area, the percentage of each class relative to the total is calculated, and the percentages are added in order from class 1 to class 8; the class at which the sum reaches or exceeds 90 is the one corresponding to the 90th percentile.
Figure 1. Eight stress levels of the daily 1-km regional satellite coral bleaching alert (7-day maximum) (R-CBA-7day-Max) for the predefined SATcoral-SIMAR regions.
References
- Good, S.; Fiedler, E.; Mao, C.; Martin, M.J.; Maycock, A.; Reid, R.; Roberts-Jones, J.; Searle, T.; Waters, J.; While, J.; Worsfold, M. The Current Configuration of the OSTIA System for Operational Production of Foundation Sea Surface Temperature and Ice Concentration Analyses. Remote Sens. 2020, 12, 720. https://doi.org/10.3390/rs12040720
- JPL MUR MEaSUREs Project. 2015. GHRSST Level 4 MUR Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1). Ver. 4.1. PO.DAAC, CA, USA. http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
- Liu, G., C.M. Eakin, J.L. Rauenzahn, T.R.L. Christensen, S.F. Heron, J. Li, W. Skirving, A.E. Strong, and T. Burgess (2012) NOAA Coral Reef Watch’s Decision Support System for Coral Reef Management. Proc 12th Int Coral Reef Symp, 2012.
- Liu, G., J.L. Rauenzahn, S.F. Heron, C.M. Eakin, W.J. Skirving, T.R.L. Christensen, A.E. Strong, J. Li (2013) NOAA Coral Reef Watch 50-km Satellite Sea Surface Temperature-Based Decision Support System for Coral Bleaching Management, NOAA Technical Report NESDIS 143. NOAA/NESDIS. College Park, MD. 33pp.
- Heron, S.F., G. Liu, J.L. Rauenzahn, T.R.L. Christensen, W.J. Skirving, T.F.R. Burgess, C.M. Eakin, and J.A. Morgan (2014) Improvements to and Continuity of Operational Global Thermal Stress Monitoring for Coral Bleaching. Journal of Operational Oceanography 7: 3-11.
- Heron, S.F., M.L. Heron, W. Pichel (2013) Thermal and radar overview. pp. 285-312 in: Goodman, J.A., et al. (eds.) Coral Reef Remote Sensing: A Guide for Mapping, Monitoring and Management. Springer, New York, NY, USA. 436pp.
- Heron, S.F., Liu G., Eakin C.M., Skirving W.J., Muller-Karger F.E., Vega-Rodriguez M., De La Cour J.L., Burgess T.F.R., Strong A.E., Geiger E.F., Guild L.S., Lynds S. (2015). Climatology Development for NOAA Coral Reef Watch’s 5-km Product Suite. Technical Report NESDIS 145. NOAA/NESDIS, Coral Reef Watch, College Park, MD. 21 p. https://dx.doi.org/10.7289/V59C6VBS
How to cite SATcoral. Cerdeira-Estrada, S., R. Martell-Dubois, J. Valdez-Chavarin, L. Rosique-de la Cruz, H. Caballero-Aragón, E. Santamaria-del-Angel, J. López-Perea, S. Perera-Valderrama, F. Muller-Karger, and R. Ressl. 2025. “SATcoral: Satellite-based Early Warning System for Coral Bleaching 1-km in Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR).” Conabio. Available online: https://simar.conabio.gob.mx/plus/alertas/#satcoral. Accessed on March 12, 2025.
Le système SATcoral
Le Système satellitaire d’alerte précoce du blanchissement des coraux à 1 km (SATcoral) fait partie du Système d’information et d’analyse marines et côtières (SIMAR) de la CONABIO. Sa méthodologie s’appuie sur l’approche de NOAA Coral Reef Watch, mais part d’une nouvelle série temporelle quotidienne de la température de surface de la mer nocturne satellitaire à 1 km, produite dans le cadre du SATMO-SIMAR.
L’outil permet aux décideurs d’être informés des événements de blanchissement possibles associés à un stress thermique cumulé et, ainsi, de mettre en œuvre en temps utile des plans de réponse et des actions de conservation, ainsi que de garantir les plans de restauration.
Les produits 1 à 3 (température nocturne, sa climatologie et son maximum climatologique) sont produits par le SATMO ; leur fiche technique se trouve dans Produits de données · SATMO. Les produits 4 à 8 sont propres au SATcoral.
1. Température de surface de la mer nocturne satellitaire quotidienne à 1 km (NSST)
La NSST [°C] est un produit du Système satellitaire de suivi océanique (SATMO) du SIMAR qui combine deux sources de produits quotidiens de température de surface de la mer (nocturne uniquement), dérivés de capteurs satellitaires et appuyés par des données in situ, pour deux périodes consécutives, avec un masque terrestre personnalisé :
- OSTIA [1er oct. 1981 au 31 mai 2002] (5 km rééchantillonné à 1 km) : Global Ocean OSTIA Sea Surface Temperature and Sea Ice Reprocessed (SST_GLO_SST_L4_REP_OBSERVATIONS_010_011) (Good et al., 2020). CMEMS. https://doi.org/10.48670/moi-00168
- GHRSST-MUR [1er juin 2002 à la veille du jour présent] (1 km) : GHRSST Multiscale Ultrahigh Resolution (MUR), Level 4 Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1) (MUR-JPL-L4-GLOB-v4.1). http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
2. Climatologie mensuelle ajustée de la température de surface de la mer nocturne satellitaire à 1 km (1985-2012) (NOAA-M-NSST-C)
L’évaluation du stress thermique sur les récifs coralliens exige de connaître la température de référence historique (climatologie), à la même résolution spatiale, afin d’identifier et d’évaluer les températures anormales. Depuis 1997, le programme Coral Reef Watch (CRW) de l’Administration nationale océanique et atmosphérique des États-Unis (NOAA) utilise des produits dérivés de satellites pour suivre le stress thermique à l’origine du blanchissement massif des coraux.
- 1997 : climatologie « Heritage » à 50 km de CRW-NOAA (résolution de 0,5 degré ; 1985-1990 et 1993, en omettant 1991-1992 en raison de la contamination par les aérosols après l’éruption du mont Pinatubo le 15 juin 1991), avec des valeurs de température de surface de la mer (SST) uniquement nocturnes afin d’éviter le réchauffement diurne de la surface et les reflets solaires (Liu et al., 2012, 2013).
- 2007 : climatologie « Enhanced » à 50 km (E-50) de CRW-NOAA, construite à partir de la SST de Pathfinder v5.0 (1985-2006), avec une meilleure couverture des zones côtières (Heron et al., 2014).
- 2015 : climatologie à 5 km de CRW-NOAA (NOAA-M-NSST-C), qui utilise 28 ans (1985-2012) de SST quotidienne à 4 km du radiomètre AVHRR Pathfinder v5.2. Les pixels vides n’ont pas été comblés et les données antérieures à 1985 ont été exclues en raison d’un biais froid dans les pixels côtiers. Seules des données nocturnes ont été utilisées pour éviter les effets de la variation diurne et mieux représenter les anomalies de température aux profondeurs où vivent les coraux (Heron et al., 2013). La climatologie a été ajustée avec les tendances locales de température pour coïncider avec l’ancienne climatologie Heritage à 50 km ; ainsi, bien que des données de 1985-2012 soient utilisées, le résultat représente la période 1985-1990 plus 1993 (Heron et al., 2015).
Le SATcoral du SIMAR utilise cette climatologie mensuelle ajustée (NOAA-M-NSST-C), rééchantillonnée de 5 km à 1 km de résolution spatiale.
3. Maximum de la climatologie mensuelle ajustée (NOAA-MXM-NSST-C)
Le NOAA-MXM-NSST-C est défini comme la plus chaude des 12 valeurs climatologiques moyennes mensuelles de chaque pixel, et indique la limite supérieure de la température « habituelle ». C’est un produit satellitaire constitué d’une image dont les pixels contiennent les valeurs maximales de la série NOAA-M-NSST-C, rééchantillonnée de 5 km à 1 km de résolution spatiale.
4. Points chauds satellitaires quotidiens à 1 km pour le blanchissement des coraux (DHS)
Le DHS est l’anomalie positive de la NSST par rapport au NOAA-MXM-NSST-C ; autrement dit, DHS (°C) = NSST − NOAA-MXM-NSST-C.
Les valeurs du DHS (point chaud) varient de 0 à 5 °C. Les valeurs de 1 °C ou plus indiquent un stress thermique pouvant entraîner le blanchissement des coraux ; elles sont représentées par des dégradés de couleurs allant du jaune et de l’orange au rouge et au brun.
5. Semaines de chauffage degré quotidiennes à 1 km pour le blanchissement des coraux (D-DHW)
Le D-DHW [°C-semaines] mesure le stress thermique marin quotidien accumulé depuis le 1er janvier 1982, à partir de données NSST enregistrées par satellite depuis le 1er octobre 1981, à une résolution spatiale de 1 km. Son échelle va de 0 à 20 °C-semaines, bien que des valeurs supérieures aient été enregistrées.
Il est calculé quotidiennement après le DHS, comme la somme des DHS ≥ 1 °C des 84 derniers jours (12 semaines, jour du calcul inclus), divisée par 7 pour être exprimée en produit hebdomadaire. Il est directement lié au moment et à l’intensité du blanchissement des coraux.
Si le stress thermique accumulé continue d’augmenter :
- D-DHW ≥ 0 et < 4 °C-semaines : risque de blanchissement possible.
- D-DHW ≥ 4 et < 8 °C-semaines : risque de blanchissement significatif probable.
- D-DHW ≥ 8 et < 12 °C-semaines : le blanchissement est présent et la mortalité des coraux sensibles à la chaleur est probable.
- D-DHW ≥ 12 et < 16 °C-semaines : le blanchissement est présent et une mortalité modérée de plusieurs espèces est probable.
- D-DHW ≥ 16 et < 20 °C-semaines : le blanchissement est présent et une mortalité sévère du récif (> 50 % des coraux) est probable.
- D-DHW ≥ 20 °C-semaines : le blanchissement est présent et une mortalité quasi totale du récif (> 80 % des coraux) est probable.
6. Alerte satellitaire quotidienne de blanchissement des coraux à 1 km (CBA)
Le produit CBA repose sur le D-DHW, en tenant compte de ses combinaisons possibles avec les valeurs du DHS, et il est représenté par 8 niveaux d’alerte (tableau 1).
| Niveau | Niveau de stress des coraux | Définition | Intensité potentielle du blanchissement et de la mortalité |
|---|---|---|---|
| 1 | Sans stress | DHS ≤ 0 °C | Pas de blanchissement |
| 2 | Surveillance du blanchissement | 0 °C < DHS < 1 °C | Faible probabilité de blanchissement |
| 3 | Blanchissement possible | DHS ≥ 1 °C et 0 °C < D-DHW < 4 °C | Blanchissement possible |
| 4 | Blanchissement probable | DHS ≥ 1 °C et 4 °C ≤ D-DHW < 8 °C | Blanchissement significatif probable |
| 5 | Blanchissement et mortalité probable | DHS ≥ 1 °C et 8 °C ≤ D-DHW < 12 °C | Blanchissement et mortalité probable des coraux sensibles à la chaleur |
| 6 | Blanchissement et mortalité modérée | DHS ≥ 1 °C et 12 °C ≤ D-DHW < 16 °C | Blanchissement et mortalité modérée probable de plusieurs espèces |
| 7 | Blanchissement et mortalité sévère | DHS ≥ 1 °C et 16 °C ≤ D-DHW < 20 °C | Blanchissement et mortalité sévère probable du récif (> 50 % des coraux) |
| 8 | Blanchissement et mortalité quasi totale | DHS ≥ 1 °C et D-DHW ≥ 20 °C | Blanchissement et mortalité quasi totale probable du récif (> 80 % des coraux) |
7. Alerte satellitaire quotidienne de blanchissement des coraux à 1 km, maximum sur 7 jours (CBA-7day-Max)
Le CBA-7day-Max est un produit basé sur le stress thermique des coraux, calculé séquentiellement après le CBA. Il correspond à la valeur maximale du CBA relevée au cours des 7 jours précédents (jour du calcul inclus) et il est représenté par 8 niveaux (tableau 1).
8. Alerte satellitaire régionale quotidienne de blanchissement des coraux à 1 km, maximum sur 7 jours (R-CBA-7day-Max)
Le R-CBA-7day-Max est déterminé pour plusieurs zones prédéfinies de récifs coralliens, y compris les aires naturelles protégées marines, à partir du CBA-7day-Max et de ses 8 niveaux de stress thermique (tableau 1). Il est généré de manière opérationnelle chaque jour depuis le 1er janvier 1982, avec des données NSST estimées par satellite depuis le 1er octobre 1981.
L’alerte régionale est une table d’attributs associée à chacune des régions virtuelles prédéfinies (194 polygones) ; elle est déterminée à partir du 90e percentile de la somme cumulée (sur 100 %) des données valides du CBA-7day-Max, selon les valeurs et la définition du tableau 1 (fig. 1).
Les critères de sélection des 194 régions virtuelles prennent en compte les 50 pays et territoires dotés d'une côte ou d'une zone économique exclusive dans la zone SIMAR (29 pays indépendants et 21 territoires dépendants) et comprennent : (1) les limites marines de la zone économique exclusive ; (2) les limites de la mer territoriale ; (3) les aires naturelles protégées marines et côtières ; (4) la répartition mondiale des récifs coralliens (avec une zone tampon de 20 km autour des récifs) ; et (5) la Carte générale bathymétrique des océans, pour extraire la profondeur maximale de chaque polygone.
Remarque : le 90e percentile d’une série de données est la valeur qui inclut 90 % des données échantillonnées. Pour l’obtenir, on compte dans la zone de travail les pixels de chacune des 8 classes d’alerte (tableau 1), on calcule le pourcentage de chaque classe par rapport au total, puis on les additionne dans l’ordre de la classe 1 à la classe 8 ; la classe pour laquelle la somme atteint ou dépasse 90 est celle qui correspond au 90e percentile.
Figure 1. Huit niveaux de stress de l’alerte satellitaire régionale quotidienne de blanchissement des coraux à 1 km (maximum sur 7 jours) (R-CBA-7day-Max) pour les régions prédéfinies du SATcoral-SIMAR.
Références
- Good, S.; Fiedler, E.; Mao, C.; Martin, M.J.; Maycock, A.; Reid, R.; Roberts-Jones, J.; Searle, T.; Waters, J.; While, J.; Worsfold, M. The Current Configuration of the OSTIA System for Operational Production of Foundation Sea Surface Temperature and Ice Concentration Analyses. Remote Sens. 2020, 12, 720. https://doi.org/10.3390/rs12040720
- JPL MUR MEaSUREs Project. 2015. GHRSST Level 4 MUR Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1). Ver. 4.1. PO.DAAC, CA, USA. http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
- Liu, G., C.M. Eakin, J.L. Rauenzahn, T.R.L. Christensen, S.F. Heron, J. Li, W. Skirving, A.E. Strong, and T. Burgess (2012) NOAA Coral Reef Watch’s Decision Support System for Coral Reef Management. Proc 12th Int Coral Reef Symp, 2012.
- Liu, G., J.L. Rauenzahn, S.F. Heron, C.M. Eakin, W.J. Skirving, T.R.L. Christensen, A.E. Strong, J. Li (2013) NOAA Coral Reef Watch 50-km Satellite Sea Surface Temperature-Based Decision Support System for Coral Bleaching Management, NOAA Technical Report NESDIS 143. NOAA/NESDIS. College Park, MD. 33pp.
- Heron, S.F., G. Liu, J.L. Rauenzahn, T.R.L. Christensen, W.J. Skirving, T.F.R. Burgess, C.M. Eakin, and J.A. Morgan (2014) Improvements to and Continuity of Operational Global Thermal Stress Monitoring for Coral Bleaching. Journal of Operational Oceanography 7: 3-11.
- Heron, S.F., M.L. Heron, W. Pichel (2013) Thermal and radar overview. pp. 285-312 in: Goodman, J.A., et al. (eds.) Coral Reef Remote Sensing: A Guide for Mapping, Monitoring and Management. Springer, New York, NY, USA. 436pp.
- Heron, S.F., Liu G., Eakin C.M., Skirving W.J., Muller-Karger F.E., Vega-Rodriguez M., De La Cour J.L., Burgess T.F.R., Strong A.E., Geiger E.F., Guild L.S., Lynds S. (2015). Climatology Development for NOAA Coral Reef Watch’s 5-km Product Suite. Technical Report NESDIS 145. NOAA/NESDIS, Coral Reef Watch, College Park, MD. 21 p. https://dx.doi.org/10.7289/V59C6VBS
Comment citer SATcoral. Cerdeira-Estrada, S., R. Martell-Dubois, J. Valdez-Chavarin, L. Rosique-de la Cruz, H. Caballero-Aragón, E. Santamaria-del-Angel, J. López-Perea, S. Perera-Valderrama, F. Muller-Karger, and R. Ressl. 2025. “SATcoral: Satellite-based Early Warning System for Coral Bleaching 1-km in Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR).” Conabio. Available online: https://simar.conabio.gob.mx/plus/alertas/#satcoral. Accessed on March 12, 2025.