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Modelos oceánicos para incrementar el conocimiento sobre el cambio climático

Un proyecto financiado por la Unión Europea ha desarrollado nuevas técnicas estadísticas de modelización para controlar el movimiento de partículas de agua a través de los distintos océanos, generando así un mayor conocimiento sobre el cambio climático.
Modelos oceánicos para incrementar el conocimiento sobre el cambio climático
Los océanos cubren el 70 % de la superficie de la Tierra y sus corrientes y movimientos resultan fundamentales para entender y predecir los efectos del cambio climático. Cada vez se recaban más datos oceánicos y, a día de hoy, el desafío consiste en hacer que todos ellos cobren sentido.

El proyecto financiado con fondos europeos OCEANDATAMODELS ha desarrollado nuevos métodos para analizar cantidades ingentes de datos recopilados mediante instrumentos flotantes especializados que controlan la trayectoria oceánica de las partículas de agua.

«La innovación clave del proyecto consistió en crear nuevos modelos estadísticos y herramientas analíticas capaces de captar oscilaciones rotatorias en forma de torbellino causadas por el movimiento de rotación de la Tierra —efecto Coriolis— así como los efectos derivados de las mareas, sus contracorrientes —remolinos— y turbulencias del agua», afirma Sofia Olhede, coordinadora del proyecto OCEANDATAMODELS y profesora en el University College de Londres (UCL).

Los modelos relativos a las rutas oceánicas de las partículas de agua ya se han incorporado a la amplia base de técnicas estadísticas que manejan los climatólogos a fin de incrementar el grado de comprensión del cambio climático y la capacidad para predecirlo.

Seguimiento mediante satélite de boyas de deriva

Los investigadores del proyecto emplearon una ingente cantidad de datos procedentes de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos, organismo que ha recopilado centenares de millones de observaciones referentes a las corrientes, la temperatura superficial, la presión atmosférica, los vientos y la salinidad de los mares durante los últimos cuarenta años gracias a su Programa Mundial de Boyas de Deriva. Los datos se recabaron utilizando boyas de deriva, esto es, boyas rastreadas por satélite que flotan libremente para monitorizar el desplazamiento de las partículas de agua en la superficie oceánica. Estas boyas de deriva permiten a los científicos realizar un seguimiento estrecho de la circulación general de los océanos.

«Modelizar el desplazamiento de las boyas de deriva representa un desafío dado que la información es de carácter temporal y espacial —lo que denominamos una perspectiva lagrangiana—, por lo que se requiere el desarrollo un nuevo conjunto de herramientas metodológicas estadísticas y vinculadas a la ciencia de los datos», explica el Dr. Adam Sykulski, investigador principal del proyecto en la Universidad de Lancaster.

El proyecto confeccionó modelos estadísticos innovadores adoptando un enfoque interdisciplinar que combina la estadística y la oceanografía. Tras esto, los investigadores pudieron caracterizar el modo en que se producen variaciones espacio-temporales en los océanos, analizando diversos factores como los remolinos que forman las corrientes alrededor del ecuador y la manera en que las partículas de agua de diferentes océanos se mezclan y desplazan por todo el mundo.

Un diagrama en el que se muestra la intrincada trayectoria de las boyas de deriva en su recorrido a escala mundial representa un ejemplo de los modelos elaborados por los investigadores. Estudiar las distintas rutas que pueden tomar estos derivadores puede ayudar a los científicos a la hora de determinar la velocidad y la forma en que los océanos se entremezclan y desplazan.

Los modelos desarrollados por OCEANDATAMODELS no están destinados exclusivamente a científicos dedicados al cambio climático, también permiten monitorizar y comprender los movimientos oceánicos de otros elementos de relevancia para el medio ambiente como los vertidos de hidrocarburos y especies animales como el plancton, entre otros.

Los resultados del proyecto ya han sido publicados en una serie de revistas científicas y algunos datos se encuentran a disposición del público para su descarga en la página web del Programa Mundial de Boyas de Deriva. Las técnicas de modelización creadas por OCEANDATAMODELS también pueden aplicarse en otros campos tales como el análisis de señales sísmicas, las neurociencias, la glaciología y la ecología.

Por otro lado, la profesora Olhede afirma que uno de los próximos pasos del proyecto podría consistir en ampliar el modelo actual para cambiar el carácter bidimensional y superficial de los datos con el propósito de desarrollar un modelo de datos tridimensionales que englobe las profundidades oceánicas.

Palabras clave

OCEANDATAMODELS, océanos, boyas de deriva, cambio climático, corrientes, mareas
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