Curso de altimetría satelital costera en la Unidad La Paz del CICESE




Ciencias del mar y de la Tierra

La semana del 12 al 16 de noviembre del año en curso se impartió en la ciudad de La Paz, B.C.S., el curso de Altimetría Satelital Costera. El instructor fue un prestigiado investigador en sensores remotos, el Dr. Stefano Vignudelli, del Instituto de Biofísica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) de Pisa, Italia, quien es editor de uno de los libros más citados en el tema y colaborador en el Instituto Europeo de Investigaciones Espaciales (ESRIN), de la Agencia Espacial Europea (ESA).

El Dr. Vignudelli describió diversas aplicaciones de los radares que orbitan el planeta y los diferentes métodos para medir el nivel del mar a lo largo de la trayectoria del satélite. Discutió la altimetría de pulso limitado, la de retraso Doppler (también llamada altimetría SAR) y el advenimiento de la altimetría por interferometría SAR (SARin), que generará imágenes de nivel del mar.

Aprendimos sobre la degradación de la señal cuando la costa interfiere con la huella del radar. Este problema originó una serie de proyectos europeos de altimetría costera para mejorar el procesamiento de la señal costera. ALTICORE es uno de los más conocidos ya que promueve la formación de grupos de trabajo para re-procesar los datos del nivel del mar cerca de la costa.

Otro de estos proyectos es el X-Track, del Centro para Estudios Topográficos del Océano y la Hidrosfera (CTOH), de Francia, que genera datos costeros mejorando la edición de las señales de las misiones TOPEX/POSEIDON y JASON (las dos operadas conjuntamente por la NASA y el Centro de Estudios Espaciales de Francia). El re-tracker ALES (del National Oceanography Centre (NOC), de Gran Bretaña) mejora los datos muy cerca de la costa empleando un reprocesamiento sofisticado de la señal de las misiones ENVISAT (Agencia Espacial Europea -ESA-) y JASON. El sistema G-POD de la ESA (Grid Processing On Demand, ESRIN, Italia)  pone a disposición de los usuarios los datos costeros de altimetría SAR de las misiones CRYOSAT-2 y Sentinel 3 (las dos de la ESA).

El grupo que tomó el curso estuvo compuesto por investigadores y estudiantes de Baja California, Baja California Sur, Sinaloa, Nayarit, Jalisco, Oaxaca, Campeche y Quintana Roo, de instituciones como el CICESE, CICIMAR, UABCS, TEC de La Paz, UdeG, UMAR, UNA, CIIDIR, ECOSUR y SEMAR. La mayor parte eran estudiantes mexicanos pero también tuvimos participantes de Chile, España y Perú.

Algunos ejemplos de las herramientas que aprendimos  a utilizar las describo a continuación.

La figura 1 muestra la comparación entre el producto costero X-Track. La serie de tiempo del mareógrafo (en negro) y la anomalía de nivel del mar de X-TRACK a 16 km de la costa (en rojo) se correlacionan muy bien y alcanzan un coeficiente de determinación significativo de 0.81. La serie de tiempo de altimetría inicia en 1993 y continua hasta el presente. Aquí solo se muestra desde 1999 porque la serie del mareógrafo es mas corta. Las mediciones de altimetría costera ya tienen 25 años de datos. Podemos conocer las variaciones de nivel del mar en sitios donde nunca se han medido de manera directa.

Figura 1. Comparación entre la anomalía del nivel del mar (SLA) del mareógrafo de Mazatlán (SEMAR, México) y la serie de SLA de altimetría costera de X-TRACK (CTOH, Francia) a 16 km de la costa. La correlación entre ambas series es > 0.8 (Valle-Rodríguez et al., 2018; artículo en proceso).

La figura 2 muestra las tendencias del nivel del mar obtenidas por el CCI (Climate Change Initiative, http://cci.esa.int, ESA) a partir de 20 años de mediciones con altimetría satelital. Esta figura de los mares mexicanos muestra tendencias preocupantes (mayores a 4 mm por año) tanto en el Pacífico, como en el Golfo de México y Mar Caribe.

Figura 2. Tendencias del nivel del mar a partir de 20 años de mediciones de altimetría satelital (Climate Change Initiative, ESA).

Figura 3. La Bahía de La Paz, en Baja California Sur, donde se llevó a cabo el curso de altimetría costera. La imagen de color de Copernicus (ESA, 4 km de resolución) muestra las concentraciones de clorofila alrededor de la punta de le península. Algunos filamentos de alta concentración se extienden hacia fuera de la costa. Ma. Yesenia Torres (en su tesis de maestría, CICESE) estimó las corrientes geostróficas a través de los filamentos usando datos de altimetría costera de alta resolución (20 Hz, cada 350 m) del re-tracker ALES.

Los participantes expresaron interés en aplicar estas herramientas para estudiar, por ejemplo, la proliferación de mantos de sargazo en el Caribe (Figura 4), la erosión costera por eventos de mar de fondo y otros temas prioritarios. Las técnicas novedosas de monitoreo de nivel de ríos y lagos llamaron poderosamente la atención por su amplio potencial de aplicación en las cuencas hidrológicas de México.

Figura 4. Playa invadida por sargazo en la costa de Chetumal, Quintana Roo, México (cortesía de Laura Carrillo Bibriezca y Suleyma Sánchez Hernández, de ECOSUR).

Al final de la reunión los participantes conformaron el Grupo PRECOSTA México (Percepción Remota en la Costa de México) para intercambiar ideas y realizar proyectos conjuntos de alto impacto en las costas de nuestro país.

 

Palabras clave: altimetría satelital costera, Unidad La Paz, curso, Armando Trasviña

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