Sistema satelital de monitoreo oceánico (SATMO)
Satellite-based Ocean Monitoring System
Productos oceánicos satelitales georeferenciados de temperatura superficial y del color del océano
Sistema que genera operacionalmente productos oceánicos satelitales georeferenciados de temperatura superficial y del color del océano a partir de un sistema de antena virtual para recibir imágenes satelitales. Los productos satelitales han sido calculados a partir tanto de información de reanálisis como de imágenes provenientes de varios sensores satelitales a diferentes resoluciones espaciales e incluye temporalidad diaria, semanal, mensual, anual y global, así como anomalías semanales y mensuales basados en una climatología.
Temperatura superficial del mar Sea Surface Temperature
La temperatura del mar se refiere a la medida de la calidez o frío del agua del mar en un lugar específico. Esta temperatura puede variar debido a factores como la latitud, la profundidad, la corriente marina y la estación del año.
El mar recibe la energía proveniente de la radiación solar y debido a su elevada capacidad calorífica constituye el almacén de la mayoría del calor existente en nuestro planeta. Como consecuencia del proceso de rotación de la tierra alrededor del sol y las variaciones de su inclinación existen diferencias estacionales en la cantidad de radiación recibida por el mar, por lo cual la temperatura del agua tiende a ser más elevada en verano y más baja en invierno.
La capacidad calorífica del agua marina es relativamente alta en comparación con otros materiales, lo que significa que es un buen regulador de la temperatura en el planeta. Esto es especialmente importante para el clima, ya que el agua marina puede retener y liberar calor en el curso de los ciclos climáticos.
La temperatura del mar también influye en la atmósfera a través de la evapotranspiración y la liberación de vapor de agua. Estos procesos contribuyen a la formación de nubes y precipitaciones, lo que puede tener un impacto en el clima en una amplia gama de escala, desde patrones meteorológicos locales hasta el clima a nivel global.
La temperatura superficial del mar es un reflejo de la temperatura de la masa total de agua bajo ella, estando determinado su valor local por la compleja interacción entre diversos procesos físicos. Entre dichos procesos se encuentran el intercambio de calor que tiene lugar con la atmósfera y las transferencias por advección y difusión turbulenta con las capas inferiores.
La temperatura del mar es también importante para muchos procesos físicos, químicos y biológicos, y también tiene una gran influencia en la vida marina, debido a que las especies marinas son muy sensibles a los cambios en la temperatura, y pueden verse afectadas tanto por las variaciones estacionales como por las tendencias a largo plazo.
La temperatura influye en la distribución espacio-temporal de las especies marinas; en su reproducción, al poder afectar el período de reproducción de algunas especies marinas y su éxito; en el comportamiento de las especies marinas, incluido su patrón de alimentación y movimiento; y en los ecosistemas, al impactar en la dinámica de los ecosistemas marinos y en la interacción entre las especies. Los cambios en la temperatura del agua del mar debido al cambio climático pueden tener impactos en la biodiversidad marina y en los ecosistemas costeros que dependen de ella.
La temperatura del mar influye además en la salinidad a través de la evaporación y la precipitación. Ambos parámetros son importantes ya que describen las condiciones del agua del mar e interactúan entre sí para determinar la densidad del agua del mar y, por lo tanto, tienen un impacto en la circulación oceánica.
Metodología
La temperatura superficial del mar se puede medir desde el espacio a través de sensores colocados en satélites de observación de la tierra y se utiliza para monitorear la variabilidad temporal y espacial y comprender mejor el funcionamiento de los océanos y su relación con el clima, la biología marina y la sociedad humana. Esto se hace utilizando sensores remotos que miden la radiación electromagnética emitida por la superficie del agua del mar, en particular de los primeros milímetros. Entre ellos se encuentran los sensores MODIS (por sus siglas en inglés, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) en los satélites Aqua y Terra de la NASA a resoluciones espaciales de 1 km, con registros sobre un punto específico de la Tierra cada 1-2 días, con las nubes como su principal limitante.
Productos en el SATMO-SIMAR de Temperatura Superficial del Mar por satélite (1-km):
DIARIO
– Temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km diaria (NSST)
Daily 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature (NSST)
La Temperatura Superficial del Mar nocturna satelital 1-km diaria (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 (sólo nocturna), derivado por sensores remotos satelitales y apoyado por datos in-situ para dos períodos de tiempo consecutivos al que se le ha aplicado una máscara de tierra personalizada:
1. 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.
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
2. 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). A Group for High Resolution Sea Surface Temperature (GHRSST).
JPL MUR MEaSUREs Project. 2015. GHRSST Level 4 MUR Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1). Ver. 4.1. PO.DAAC, CA, USA. Dataset accessed at http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
A partir de los datos diarios de NSST se derivan operacionalmente en SIMAR una serie de productos semanales, mensuales y estacionales:
SEMANAL
– Temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km semanal (W-NSST)
Weekly 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature (NSST)
Es el promedio semanal (de 7 días) de la NSST. Se procesa desde el SATMO-SIMAR cada Lunes y considera el cálculo del promedio semanal (7-días) de los 7 días anteriores, es decir, incluye el promedio del lunes anterior al domingo anterior o la semana comienza el día lunes (primer día), y finaliza el domingo (según el estándar ISO-8601) (ej. https://espanol.epochconverter.com/semanas/2018). Para el W-NSST la semana 1 inicia el primer lunes de cada año. En el año bisiesto habrá 53 semanas, lo cual no afecta el sistema.
– Climatología semanal de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km (1982-2012) (W-NSST-C)
Weekly 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature Climatology (1982-2012) (W-NSST-C)
Es el promedio de la W-NSST para cada una de las 52/53 semana de cada año. Es un producto único conformado por 52/53 semanas correspondientes a la semana del año. Cubre del año 1982 al 2012.
– Anomalía semanal de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km (1982-2012) (W-NSST-A)
Weekly 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature Anomaly (1982-2012) (W-NSST-A)
Es la diferencia entre la W-NSST de una semana específica menos la W-NSST-C promedio para dicha semana. La anomalía semanal se calcula respecto a una climatología semanal estimada para el período 1982-2012.
MENSUAL
– Temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km mensual (M-NSST)
Monthly 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature (M-NSST)
Es el promedio mensual de la NSST, calculada cada mes de un año, iniciando el 1 de enero de cada año.
– Climatología mensual de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km (1982-2012) (M-NSST-C)
Monthly 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature Climatology (1982-2012) (M-NSST-C)
Es el promedio de la M-NSST para cada mes de cada año. Es un producto único conformado por 12 imágenes correspondientes a cada mes del año. Cubre del desde el año 1982 al 2012.
– Anomalía mensual de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km (1982-2012) (M-NSST-A)
Monthly 1-km Satelitte Nighttime Sea Surface Temperature Anomaly (1982-2012) (M-NSST-A)
Es la diferencia entre la M-NSST de un mes específico menos la M-NSST-C promedio para dicho mes. La anomalía mensual se calcula respecto a una climatología mensual estimada para el período 1982-2012.
ESTACIONAL
– Temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km estacional (S-NSST)
Seasonal 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature (S-NSST)
Se obtiene a partir del producto diario de la NSST, para lo cual se calculan los promedios asociados a las estaciones del año (desde Ene.1982): (1) Invierno: 1 ene. – 31 mar., Teórico: 21 dic . – 20 mar.; (2) Primavera: 1 abr. – 30 jun.; Teórico: 21 mar. – 20 jun.; (3) Verano: 1 jul. – 30 sep., Teórico: 21 jun. – 23 sep.; (4) Otoño: 1 oct. – 31 dic., Teórico: 24 sep. – 20 dic.
– Climatología de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km estacional (1982-2021) (C-S-NSST)
Seasonal 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature Climatology (1982-2021) (C-S-NSST)
Se deriva a partir del producto S-NSST calculando los promedios de todas las estaciones del año (primavera, verano, otoño e invierno, entre Ene.1982-Dic.2021). El resultado son 4 imágenes, una para cada estación del año predefinidas (Cerdeira-Estrada, S. et al, 2022a).
– Anomalía de la temperatura superficial del mar nocturna satelital 1-km estacional (1982-2021) (A-S-NSST)
Seasonal 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature Anomaly (1982-2021) (A-S-NSST)
Es la serie de tiempo que surge de restar S-NSST menos C-S-NSST (Cerdeira-Estrada, S. et al, 2022b).
Variabilidad de la TSM
La variación de la temperatura superficial del mar puede variar debido a muchos factores, incluyendo el cambio estacional, las corrientes oceánicas (asociadas a la densidad del agua, la presión atmosférica y los vientos), la presencia de frentes fríos, las corrientes marinas, los vientos, la radiación solar, y los fenómenos climáticos como el El Niño. En particular en la zona costera esta variación está influenciada además por la actividad humana, incluyendo la actividad industrial y la emisión de gases de efecto invernadero, así como la eliminación de agua de ríos y la liberación de calor por la industria y la generación de energía. La temperatura del mar en las costas suele ser más cálida en las zonas cercanas al ecuador y más fría en las zonas polares.
Las variaciones en la temperatura del mar pueden afectar los patrones de circulación oceánica y atmosférica, que a su vez pueden influir en el clima. Por ejemplo, la El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) es un fenómeno que se produce cuando la temperatura del mar en el Pacífico ecuatorial varía significativamente y afecta los patrones de circulación oceánica y atmosférica en todo el mundo.
La temperatura del mar promedio para todo el planeta Tierra es de 3.8 °C (Iglesias, 2010). Sin embargo, en la superficie del mar puede variar desde condiciones de congelación (< 0°C) en los glaciares y casquetes polares hasta temperaturas superiores a los 32 °C en las zonas tropicales y ecuatoriales.
Forma de citar:
Cerdeira-Estrada, S., R. Martell-Dubois, J. Valdéz, L. Rosique-de la Cruz, H. Caballero-Aragón, J. R. Lopez, E. Santamaría-del-Angel, R. Ressl. 2024. Daily 1-km Satellite Nighttime Sea Surface Temperature (NSST) . (L4-blended, since 1-Oct-1981). Satellite-based Ocean Monitoring System (SATMO). Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR). CONABIO, Mexico. Dataset accessed [date] at (https://simar.conabio.gob.mx/explorer/?satmo=nsst)
Fuentes:
(1) OSTIA: 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.
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
(2) GHRSST-MUR: GHRSST Multiscale Ultrahigh Resolution (MUR) – Level 4 Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1). (MUR-JPL-L4-GLOB-v4.1). A Group for High Resolution Sea Surface Temperature (GHRSST).
JPL MUR MEaSUREs Project. 2015. GHRSST Level 4 MUR Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis (v4.1). Ver. 4.1. PO.DAAC, CA, USA. Dataset accessed at http://dx.doi.org/10.5067/GHGMR-4FJ04
Cerdeira-Estrada, S., R. Martell-Dubois, J. Valdéz, R. Ressl. 2022a. Seasonal Satellite Night Sea Surface Temperature Climatology (C-S-NSST) (Jan.1982-Dec.2021) (L4-blended, daily, 1-km, since 1-Jan-1982). Satellite-based Ocean Monitoring System (SATMO). Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR). CONABIO, Mexico. Dataset accessed [date] at (https://simar.conabio.gob.mx/explorer/?satmo=c-s-nsst)
Cerdeira-Estrada, S., R. Martell-Dubois, J. Valdéz, R. Ressl. 2022b. Amplitude of Seasonal Satellite Nighttime Sea Surface Temperature Anomalies (AMP-A-S-NSST) (Jan.1982-Dec.2021) (L4-blended, daily, 1-km, since 1-Jan-1982). Satellite-based Ocean Monitoring System (SATMO). Marine-Coastal Information and Analysis System (SIMAR). CONABIO, Mexico. Dataset accessed [date] at (https://simar.conabio.gob.mx/explorer/?satmo=amp-a-s-nsst)
Iglesias, I., Lorenzo, M. N., Gómez-Gesteira, M., & Taboada, J. J. (2010). La temperatura superficial del mar como herramienta de predicción climática. Environmental Physics Laboratory, Facultade de Ciencias. ACT, 1, 95-108
Color del océano Ocean Color
El color del océano está determinado por las interacciones de la luz solar y las partículas que hay presentes en el agua. La luz solar está compuesta por un espectro de ondas electromagnéticas, que se traduce en una distribución de energía en función de la longitud de onda. Esta luz cuando incide sobre la superficie del agua, los diferentes colores son absorbidos, transmitidos, dispersados o reflejados en diferentes intensidades por las moléculas de agua y otros componentes denominados ópticamente activos en suspensión que se encuentran en la capa superior del océano.
Para determinar el color de los océanos, se mide la intensidad de la luz que llega reflejada desde el agua. Esto se hace mediante los radiómetros, que están colocados en diferentes satélites que orbitan alrededor de la Tierra. Casi toda la luz que llega a la superficie del mar es atrapada por el aire o capturada por el agua. Aproximadamente un 10% regresa a la atmósfera, hacia la dirección de los satélites, que miden qué cantidad de esa radiación contienen las diferentes longitudes de onda del espectro. La luz que se refleja desde el interior del océano se llama radiancia y con ella se puede determinar el color del mar. Sin embargo, esto es una labor compleja que requiere múltiples procesamientos, ya que hay que eliminar el resto de la luz que se refleja en la atmósfera, así como el reflejo del sol que produce el agua o la turbidez de las olas, entre otros factores.
El color del océano, se estudia desde los satélites desde hace más de 40 años. Hoy en día muchas agencias espaciales tienen satélites con radiómetros, la NASA con los satélites Aqua y Terra, o el Joint Polar Satellite System (JPSS), la ESA con la familia de satélites Sentinel, y otros países como China, Japón, India y Corea del Sur también tienen sus propios satélites.
Productos en el SATMO-SIMAR de Color del Océano por satélite (1-km):
Diarios:
Semanal:
- Concentración de Clorofila-a satelital 1-km semanal (W-CHL)
- Climatología semanal de la Concentración de Clorofila-a satelital (1998-2020) (W-CHL-C)
- Anomalía semanal de la Concentración de Clorofila-a satelital 1-km (W-CHL-A)
Mensual:
- Concentración de Clorofila-a satelital 1-km mensual (M-CHL)
- Climatología mensual de la Concentración de Clorofila-a satelital 1-km (1998-2022) (M-CHL-C)
- Anomalía mensual de la Concentración de Clorofila-a satelital 1-km (M-CHL-A)
Estacional:
- Concentración de Clorofila-a satelital 1-km estacional (S-CHL)
- Climatología de la Concentración de Clorofila-a satelital 1-km estacional (Ene.1998-Dic.2021) (C-S-CHL)
- Anomalías de la Concentración de Clorofila-a satelital 1-km estacional (A-S-CHL)
- Fluorescencia de clorofila normalizada diaria (NFLH)
- Radiación Fotosintéticamente Disponible diaria (PAR)
- Coeficiente de atenuación difusa de la irradiancia incidente a los 490 nm diaria (KD490)
- Profundidad de disco Secchi diaria (ZSD)
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