Más de 3.000 boyas vigilan los océanos para entender el clima

La necesidad de entender la evolución del sistema climático, predecir el tiempo atmosférico con mayor precisión y antelación, conocer el estado del mar y sus consecuencias para los recursos marinos y de garantizar con ello la seguridad y las operaciones de rescate en el mar, ha propiciado la creación del sistema Global de Observación Oceánica (GOOS, por sus siglas en inglés).

El programa fue iniciado en 1998 por un consorcio de más de 30 países, incluida España, y tiene en la red de observación Argo, que recibe su nombre del mitológico barco griego de Jasón y los Argonautas, una de las componentes clave del sistema. Su objetivo principal es la medición de los campos de temperatura y salinidad de los primeros 2.000 metros del océano en intervalos de tiempo de 10 días. Los datos Argo serán usados para inicializar y verificar modelos oceánicos y atmosféricos, tanto operativos como de investigación.

El sistema mide con gran precisión el calor almacenado en los mares

La red Argo nace en 2001 y actualmente está constituida por unos 3.256 equipos denominados perfiladores. Cada uno de ellos se sumerge a una profundidad de 1.500 metros, donde deriva con la corriente existente durante un periodo de nueve días. Transcurrido ese tiempo, se hunde hasta alcanzar la profundidad máxima de 2.000 metros para posteriormente ascender a la superficie midiendo, en el camino de subida, la temperatura y salinidad del océano. Los datos son enviados por satélite desde la superficie, con lo que se puede disponer, en tiempo casi real, de datos de temperatura, salinidad y densidad de las capas superiores e intermedias de los océanos, generando una fotografía dinámica del estado de los océanos del mundo.

Argo está revolucionando la observación del océano, ya que aporta datos a un ritmo 20 veces superior al que estos eran recogidos por barcos oceanográficos y los pone a disposición, de manera inmediata y de forma abierta, a toda la comunidad científica. El beneficio científico más inmediato ha sido lograr una mayor precisión en el cálculo de calor almacenado en el océano, un factor clave para determinar el ritmo del calentamiento climático global y la elevación del nivel del mar, así como su progresión en el futuro. Las posibilidades de aplicación de Argo en la investigación están llevando a una mejor comprensión de cómo el océano y la atmósfera interactúan en condiciones tanto normales como extremas, como es el caso de los huracanes y los ciclones tropicales.

Los investigadores del Centro Oceanográfico de Canarias del IEO hemos estimado el campo medio de temperaturas, correspondiente a 2006, a lo largo del meridiano que atraviesa el Atlántico Norte en la latitud 24,5 grados Norte. Este meridiano es de gran interés en estudios sobre el clima, pues es el lugar donde el océano transporta su máximo de calor en dirección Norte, 1 peta-vatio (equivalente a la producción térmica de unas 500.000 estaciones eléctricas de gran tamaño). A pesar de este indudable interés, solamente en seis ocasiones, y en largas expediciones en buques oceanográficos, en proyectos internacionales, se han medido las variables oceánicas en esta sección, durante los años 1957, 1981, 1992, 1998, 2004, 2010 y ahora por la Expedición Malaspina en 2011.

La excelente cobertura espacio-temporal de los datos Argo ha permitido, por primera vez, medir temperatura y salinidad en los primeros 2.000 metros del meridiano 24,5 grados Norte como si se hubieran medido en una expedición oceanográfica. Los resultados son sorprendentes, pues muestran una correspondencia casi perfecta con los datos obtenidos por el modo tradicional de observación, desde buques oceanográficos. Este estudio demuestra que la variabilidad en el contenido en calor del océano ocurre en escalas no resueltas hasta el momento, debido principalmente a las limitaciones en la medida. Esto pone de manifiesto las enormes posibilidades que esta red tiene para poder entender el funcionamiento del sistema climático.

El próximo desafío al que se enfrenta el Argo es el de mantener la red en funcionamiento. Los 3.256 perfiladores que actualmente integran la red de perfiladores tienen una vida promedio de tres a cuatro años, lo que obliga a reemplazar unos 750 cada año, con un coste de unos 20.000 euros cada uno, para mantener la cobertura mundial. La Expedición Malaspina 2010 se encarga de lanzar un total de 18 perfiladores Argo desde los buques oceanográficos Sarmiento de Gamboa, del CSIC, que ha completado su campaña transoceánica en el meridiano 24.5ºN, y el buque Hespérides de la Armada Española, que navega ahora entre Honolulu y el canal de Panamá.

Los modelos numéricos que actualmente intentan predecir fenómenos de gran escala oceánica, como el de El Niño, de fuertes repercusiones en la variabilidad climática del planeta, están ya integrando los datos que mide continuamente la red Argo. Pero para mejorar de forma significativa la calidad de estas predicciones es necesario tener información de la salinidad superficial del océano con mayor resolución espacial y temporal de las que proporciona Argo. Por este motivo la Agencia Europea del Espacio lanzó en 2009 el satélite SMOS, que por primera vez recoge este tipo de información. SMOS, con notables aportaciones de la ciencia, la tecnología y la industria españolas, utiliza un nuevo tipo de sensor que necesita ser calibrado y validado por comparación con datos medidos en el océano. Malaspina 2010 también contribuye a este objetivo con el lanzamiento de un total de 20 boyas superficiales de deriva, la mayor parte de ellas diseñadas y construidas por el Instituto de Ciencias del Mar del CSIC, que proporcionarán los datos necesarios para validar las estimas de satélite para los océanos Atlántico, Índico y Pacífico, y que ya ha permitido a la expedición publicar en su página web el primer mapa global de salinidad del océano derivado de imágenes de satélite. Además, Malaspina 2010 lanzó también 20 boyas de deriva de la NOAA (EE UU) desde el buque Sarmiento de Gamboa.

El GOOS está impulsado por la Organización Meteorológica Mundial (WMO), la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (IOC) de la UNESCO y el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU). España participa en el programa a través del Instituto Español de Oceanografía (IEO), que coordina, desde el Centro Oceanográfico de Canarias, el despliegue de perfiladores.

Eugenio Fraile y Pedro Vélez son Investigadores del Instituto Español de Oceanografía, y Jordi Font y Carlos M. Duarte son profesores de investigación del CSIC. Todos ellos participan en Malaspina 2010.