Descripción y análisis cuantitativo mediante series de imágenes de satélite de la dinámica de las aguas superficiales del noroeste de África

Abstract

El uso de datos de satélite como herramienta para el estudio de las corrientes límites orientales ha dado lugar a un marcado cambio respecto a la idea que de estos sistemas se tenía, modificando incluso las estrategias que tradicionalmente se venían empleando para su investigación. Las principales propiedades de estos datos, como son su sinopticidad y repetición en el muestreo han hecho que su utilización para el estudio del área de interés, correspondiente al afloramiento del Noroeste de África y su zona de transición costera, sea ventajoso, habida cuenta además que el número de campañas oceanográficas llevadas a cabo en esta región, aunque actualmente está incrementándose, es significativamente menor al efectuado en áreas similares como podría ser la Corriente de California.

Los primeros estudios que emplearon datos de satélite en esta área [Nykjaer, 1988; Hernández-Guerra, 1990], aunque eran principalmente descriptivos, revelaron que el flujo en esta zona es altamente complejo y variable, evidenciando características oceanográficas que ya se conocían, otras cuya existencia se intuía y por último mostrando algunas nuevas que no habían sido descritas en la literatura [Van Camp et al, 1991].

Una vez establecida la validez de uso de los datos de satélite para analizar el área de interés, el propósito que se plantea en este trabajo es el desarrollo de métodos cuantitativos que permitan extraer información nueva o complementaria deducida de parámetros geofísicos primarios obtenidos de las imágenes de satélite. En este sentido se plantean métodos que utilizan una secuencia de imágenes de satélite consecutivas. La información deducida con estos procedimientos no podría obtenerse únicamente a partir de una sola imagen. Este tipo de análisis ayudará a caracterizar mejor la variabilidad mesoescalar del afloramiento del noroeste de África a partir de imágenes de satélite procedentes de los sensores remotos CZCS (Coastal Zone Colour Scanner) y AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Teniendo en cuenta lo anterior la estructura de este trabajo ha quedado de la forma que a continuación se detalla.

En el capítulo 1 comienzan describiéndose las características de los sensores remotos CZCS y A VHRR, a partir de los cuales se obtienen los datos de satélite aquí usados y que llevan información sobre ciertas propiedades de la superficie del océano. Ahora bien, la señal recibida por ambos sensores corresponde no solo al océano, sino que una aportación significativa proviene de la atmósfera. Por consiguiente, se describen además los métodos existentes para eliminar esta importante contribución, haciendo hincapié en los empleados en este trabajo. A estos procedimientos se les conoce como corrección atmosférica. Del mismo modo, también se mencionan los métodos o modelos empleados, que a partir de la información remanente permiten obtener finalmente los parámetros geofísicos o biológicos de interés. Así, se verá que, a partir de los datos del sensor CZCS se obtiene la concentración de pigmento de tipo clorofílico del océano, mientras que los datos del sensor AVHRR permiten estimar la temperatura de la superficie del mar (TSM).

Estos procedimientos mencionados se fundamentan en la ecuación de transferencia radiativa (ETR). Ésta se introduce en el apéndice A, analizando su forma en el visible e infrarrojo (IR), tanto para el océano como para la atmósfera.

A continuación en el capítulo 2 se describe la región de estudio desde un punto de vista oceanográfico, pero tomando como base para ello los datos de satélite procesados. Así se comienza haciendo una descripción de la circulación a gran escala producida por el sistema de corrientes en esta área, conocido como Corriente de Canarias, para después centrar el estudio

en la dinámica oceánica cerca de la costa y en el fenómeno del afloramiento costero. Por último, se aborda el análisis y caracterización de la zona de transición costera (ZTC) del noroeste de África. Esta constituye el límite entre la zona costera donde se produce el afloramiento y la oceánica que forma parte de la corriente de Canarias. Para facilitar su estudio se divide el área de interés en cuatro subregiones atendiendo a ciertas características de las mismas, y al mismo tiempo se analizan las causas o factores que pueden originar la alta variabilidad observada en estas áreas, estableciendo en función de las estructuras observadas hipótesis acerca de su origen o formación. Para facilitar la interpretación de los datos de satélite utilizados se han aplicado técnicas clásicas de procesamiento de imágenes a los mismos, cuyo fundamento se explica de forma detallada en el apéndice B.

Seguidamente se analizan secuencias de imágenes de satélite consecutivas con el objetivo de ayudar a la caracterización de la variabilidad mesoescalar de esta región. Así, en el capítulo 3 se emplean varias series de imágenes CZCS, para de este modo, estimar la evolución temporal de las estructuras de clorofila superficial en la región de Cabo Blanco, que reúne una serie de condiciones oceanográficas que la hacen quizás única. Debido a la estrecha relación que existe entre las escalas espaciales y temporales, se han empleado técnicas de análisis espectral cruzado para así estimar la coherencia cuadrada, que da una medida de la tasa de pérdida de correlación temporal para distintas escalas espaciales.

Posteriormente en el capítulo 4 y utilizando secuencias de imágenes AVHRR separadas entre sí por un periodo de 24 horas, se intenta estimar el movimiento intrincado de las estructuras oceánicas superficiales. Para ello se utiliza la temperatura de la superficie del mar como un trazador del flujo superficial oceánico. Este capítulo se inicia presentando los distintos métodos que se han desarrollado para deducir los desplazamientos a partir de imágenes consecutivas, para después centrarse en los empleados en este trabajo, describiendo sus ventajas e inconvenientes. Por último se presentan los resultados obtenidos con ellos para el área de interés.

Por último, se finaliza esta obra entresacando y enumerando las conclusiones más importantes, así como estableciendo algunas líneas de investigación abiertas que pueden dar lugar a futuros trabajos.