Color del Océano - Oceanografía Física

CLASE TEÓRICA Oceanografía General
Fundamentos y aplicaciones
del
Mayo 2010
Color del Océano
y patrones de variabilidad
Dra. Silvia Inés Romero
Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Servicio de Hidrografía Naval
Pluma del Plata
talud
Algun lugar en la plataforma
Plataforma norte
Plataforma norte
talud
Qué hace que esta aguas se vean diferentes?
Plataforma norte
Plataforma sur
Plataforma central
Gentileza Aurea Ciotti
DICIEMBRE ENERO
2008-2009
COCCOLITOFÓRIDOS
Penetración de la luz en el mar
I (z) = I0 e - aλ z
agua turbia
% penetración
0
20
40
60
80
100
0
0.5
amin
10
0.25
0.1
profundidad (m)
20
agua clara
amin
30
40
50
1m
10m
60
70
aλ es el coeficiente de
absorción que depende de
la longitud de onda (λ)
agua
clara
50m
1m
10m
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Aguas Caso I - Oceánicas
Aguas Caso II - Costeras
IRRADIANCIA EN LA SUPERFICIE DE UN CUERPO
DE AGUA
• el calentamiento de las capas superficiales: estabilización de la columna
de agua
• provee la energía básica para todas las cadenas tróficas a través de la
fotosíntesis
•La composición espectral de la luz en el océano está influenciada por las
componentes del agua, lo que permite que medidas de luz se puedan
utilizar para estimar la concentración de esas componentes
UBICACIÓN GEOGRÁFICA
INTENSIDAD
ÉPOCA DEL AÑO
HORA DEL DÍA
COBERTURA DE NUBES
VARIACIÓN
ESPECTRAL
COMPONENTES DE LA ATMÓSFERA
COMPONENTES DEL OCÉANO
El disco Secchi
Lewis, Kuring and Yentsch (1988)
En aguas oceánicas, la capacidad de estimar la concentración de
Clorofila es casi tan buena con el Secchi como con un radiómetro
montado en un satélite
Clorofila desde satélite Marzo 2010 - MODIS
(marzo 2009)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Clorofila
(variación estacional verano invierno 2009)
dic-feb
jun-ago
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Clorofila
(variación estacional, detalle Atl Sudoeste)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Clorofila
(variación estacional, detalle Atl Sudoeste)
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Clorofila
(variación estacional), más detalles
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
• Los sensores satelitales de color del mar tuvieron
desde el comienzo el objetivo de estimar la Cl-a. Más
tarde, la tecnología permitió medir absorción,
atenuación y dispersión in-situ (transmisómetros y
ac-9s)
• La Cl-a es solo una de las componentes activas que
determinan las características ópticas del agua de mar,
usar sólo Cl-a MINIMIZA la información que se puede
obtener satelitalmente.
• Basados en la física, el color del mar está determinado
por las Propiedades Ópticas Inherentes (POIs),
absorción y dispersión son las claves.
claves
• Estas propiedades están determinadas
únicamente por el tipo y concentración de las
sustancias disueltas y particuladas presentes en
el agua. No dependen del campo luminoso.
JNCM Bahia Blanca 2009
Modelos teóricos y empíricos permitieron la construcción de
expresiones que relacionan las propiedades ópticas aparentes
e inherentes así…
cuanto mayor es Kd, más rápido la luz es atenuada..
Factor de distribución
geométrica del campo
luminoso
Agua
Sustancias Disueltas
Particulas
adg
aph
g = gelfstoff o gelvin (CDOM)
d= detritos (particulado no algal,
incluye: bacterias, minerales inorgánicos y burbujas)
ph = fitoplancton (particulado algal) aprox. relacionado con la Cl-a
Distribución de coeficientes de atenuación
(K490 nm, año 2009)
http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/l3
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Distribución de coeficientes de atenuación
(K490 nm, variación estacional- verano invierno 2009)
dic-feb
jun-ago
Oceanografía General /Oceanografía Física I – 2010 – 4. Propiedades físico-químicas
Venecia 2000, Roy Amstrong y otros presentaron resultados de mediciones
Realizadas en November 6-11, 1999 con el objetivo de validar la
concentración de Cl-a del sensor SeaWifs (Amstrong y otros, 2004)
Midieron POAs y POIs
en 21 est.
(Rrs) usando un
espectro radiómetro
GER 1500
Epar Irradiancia
entrante
fotosintéticamente
activa con un
radiómetro Licor LI
1400.
EdPAR se usó para
calcular el coeficiente
de atenuación (KdPAR).
Coef. De bbp usando un
HydroScat-6
Coef de absorción de ap,
ad y aph
Marzo 2004
S 1 KM
bbp443 Marzo 2004
MODIS 1 KM
adg443
adg4432004
Marzo
Marzo 2004 MOIDS 1 KM
S 1 KM
bbp443
CSAT-OC4v4. Marzo 2004
MODIS 1 KM
aph443
Bibliografía para consultar
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Chuvieco, E., 2000: Fundamentos de Teledetecció
Teledetección espacial, 3ra edició
edición revisada, Ediciones RIALP.
Oceanografia por satelites. Organizador: Ronald Buss de Souza (2005).
(2005). Oficina de Textos, São Paulo
Dogliotti A. I. (2007). Estimació
Estimación de la biomasa fitoplanctó
fitoplanctónica mediante el sensoramiento remoto del color del mar
y datos de campo en la plataforma continental patagó
patagónica. tesis de doctorado, Universidad de Buenos Aires.
Feldman, G. C., C. R. McClain, Ocean Color Web, SeaWiFS Reprocessing
Reprocessing 5.2, NASA Goddard Space Flight Center.
Eds. Kuring, N., Bailey, S. W. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/
Garcia, C.A.E., Garcia, V.M.T., McClain, C.R., (2005). Evaluation of SeaWiFS chlorophyll algorithms in the
Southwestern Atlantic and Southern Oceans, Reomote Sensing of Environment
Environment 95, 125125-137.
Serie de publicaciones del International Ocean color Coordinating
Coordinating Group IOCCG (1998, 2000, 2004). Reports of the
International OceanOcean-Colour Coordinating Group, No. 4, IOCCG, Dartmouth, Canada.
McClain, C.R., G.C. Feldman, and S.B. Hooker, 2004: An overview of the SeaWiFS project and strategies for
producing a climate research quality global ocean biobio-optical time series. Deep Sea Res. II, 51, 55-42.
O'Reilly, J.E., and 24 Coauthors, 2000: SeaWiFS Postlaunch Calibration
Calibration and Validation Analyses, Part 3. NASA
Tech. Memo. 20002000-206892, Vol. 11, S.B. Hooker and E.R. Firestone, Eds., NASA Goddard
Goddard Space Flight Center, 49
pp.
Patt, F.S., and others. (2003). Algorithm Updates for the Fourth SeaWiFS Data Reprocessing, NASA Tech. Memo.
20032003-206892, Vol. 22, S.B. Hooker and E.R. Firestone, Eds., NASA Goddard
Goddard Space Flight Center, Greenbelt,
Maryland, 74 pp.
Piola, A., 2008. Foro para la Conservació
Conservación del Mar Patagó
Patagónico y Áreas de Influencia (2008) Estado de conservació
conservación
del Mar Patagó
Patagónico y áreas de influencia – versió
versión electró
electrónica. [En lí
línea].Puerto Madryn, Argentina, Edició
Edición del
Foro, disponible en: www.marpatagonico.org
Rivas, A.L., Dogliotti, A.I y D.A. Gagliardini (2006). Seasonal variability in satellitesatellite-measured surface chlorophyll in
the Patagonian Shelf. Continental Shelf Research, 26; 6, 703703-720.
Romero SI, Piola AR, Charo M y Garcia CAE (2006) Seasonal to interannual
interannual variability along the Patagonia shelf
and shelfshelf-break based on satellite ocean color data. Journal of Geophysical Research 111:C05021