Resumen de Estudio multitemporal de la clorofila superficial en el mar Mediterráneo nor-occidental, evaluada a partir de datos SeaWIFS: septiembre de 1997 a agos
Alejandro Rafael Morales Blake
Este trabajo estudia la variabilidad espacial, estacional e interanual de la clorofila a superficial del mar Mediterráneo Nor-Occidental, basado en el análisis de 84 composiciones mensuales promedio de imágenes SeaWiFS de alta resolución, las cuales fueron generadas para el periodo de septiembre de 1999 a agosto del 2004, lo que representa la serie temporal más amplia utilizada para describir la variabilidad de la biomasa fitoplanctónica en el MNO. Esta serie temporal fue generada a partir de 1915 imágenes de alta resolución que previamente fueron filtradas para eliminar datos anómalos e interferencias, por medio de algoritmos desarrollados para optimizar la calidad de los datos en cada imagen.
Para los 7 años analizados se obtuvo la climatología mensual de la Clor, que fue la base para establecer el ciclo estacional promedio para el MNO. El cambio estacional describe una oscilación armónica sistémica, con valores máximos de Clor en invierno y mínimos en verano. De igual forma, en la climatología se definieron 11 subregiones ubicadas en áreas representativas de las diferentes características hidrodinámicas del MNO para generar la estacionalidad de cada localidad. Así mismo se obtuvo una clasificación jerárquica para las 11 subregiones, agrupándolas en cuatro clusters de acuerdo a su variabilidad estacional. Tanto en la variabilidad estacional de las subregiones como en su clasificación, se observa la heterogeneidad espacial y temporal de la Clor en el MNO, encontrando que algunas subregiones presentan un desfase temporal durante los meses de invierno.
El patrón estacional global para el MNO obtenido en base a las composiciones climatológicas, es confirmado y cuantificado por medio del análisis de las FOEs aplicado a las 84 composiciones mensuales. El Modo dominante (54.06 % del total de la variancia) muestra la variabilidad interanual, que es mayor a finales de invierno en las zonas costeras, porción externa del Golfo de León y en el Mar Ligur, con máximos en 1999 y 2003. El segundo (14.45 %) y tercer (6.5 %) Modos capturan la variabilidad interanual en la transición invierno-primavera, xi que se adiciona al Modo 1. Los patrones espaciales de las FOEs complementan la clasificación obtenida en la climatología, dividiendo en tres regiones al MNO: 1) Región norte, 2) Región sur, que comprenden el archipiélago Balear y zonas pelágicas, con una frontera alrededor de los 41º N, y 3) Región costera. Además, se observan estructuras superficiales relacionadas con la hidrodinámica del MNO como la Corriente del Norte, Corriente Balear y la zona de convección profunda.
En la exploración realizada a las composiciones mensuales, se observa la repetición de eventos en el transcurso de los 7 años, que son detectados como patrones espaciales que varían en temporalidad, magnitud y distribución espacial.
De la misma manera, se observan eventos extremos que son evidenciados en las series temporales de anomalías estandarizadas desarrolladas para las subregiones. Destacan los eventos de proliferaciones fitoplanctónicas durante los meses de marzo y abril de los años de 1999 y 2003, y el periodo de concentraciones mínimas registradas durante el verano del 2003. De igual forma, sobresalen los eventos que ocurren en la zona de convección profunda localizados en la porción externa del Golfo de León durante los meses de enero y febrero, denominándola en este trabajo como área de concentraciones de clorofila anómala por las bajas concentraciones de clorofila que se observan durante los eventos de mezcla profunda. Estos eventos descritos desde la perspectiva de las imágenes de Clor, varían en intensidad, dimensión y ubicación, observándose claramente en el mes de febrero de los años de 1999 y 2003, y siendo indetectables en 1998.
El régimen de vientos encontrado para las diferentes subregiones, muestra un comportamiento similar en casi todas las localidades, aunque su magnitud varía según su ubicación. Sobresaliendo en las subregiones del Golfo de León y el Mar Ligur, que se caracterizan por presentar las máximas velocidades del viento (Tramontana y Mistral). En los resultados obtenidos se observa que el efecto del forzamiento por viento en la columna de agua es quizás el factor más importante que controla la temporalidad y magnitud de las proliferaciones fitoplanctónicas en la región norte. En la región sur la variabilidad espaciotemporal de la Clor podría estar modulada por la corriente Balear y la intrusión de aguas atlánticas en el MCB, principalmente en los meses de invierno y primavera.
xii En las zonas costeras la mezcla de la columna de agua por la acción del viento y la anchura de la plataforma continental juegan un papel importante en la variabilidad de la biomasa fitoplanctónica.
Debido a que en la escala mensual que se emplea en este trabajo se filtran eventos de alta frecuencia y corta duración, y dada la importancia de éstos, se realizó un análisis con datos diarios o los disponibles de Clor y viento en el ACCA en los meses de enero a abril de 1999 y 2003, con el fin de conocer la respuesta del fitoplancton respecto a la mezcla inducida por el viento en periodos cortos.
Bajo condiciones de mezcla profunda, (velocidad del viento >15 m/s) la concentración de Clor disminuye al mínimo. Posterior a los eventos tormentosos, la biomasa fitoplanctónica se incrementa paulatinamente hasta alcanzar máximas concentraciones aproximadamente 9 días más tarde, bajo condiciones de calma.
Este incremento es interrumpido con la ocurrencia de nuevos eventos tormentosos, que en ocasiones se repiten cada 3 o 4 días. Con la mezcla generada con velocidades del viento alrededor de 10 m/s, al parecer, las concentraciones de Clor se mantienen altas.
En base a las concentraciones de Clor observadas en las diferentes regiones, se desarrolló una escala para definir los niveles tróficos del MNO. Se estable como oligotrófico, mesotrófico y eutrófico a los rangos de <0.25, 0.25 - 0.75, >0.75 mg/m3 respectivamente. Esta escala fue aplicada a las composiciones climatológicas de Clor para realizar una revisión del estatus trófico del MNO. La clasificación obtenida revela que la oligotrofia a la que comúnmente se hace referencia para el MNO, se ve reducida a los meses de junio a octubre, en tanto que los meses restantes presentan condiciones de mesotrofia a eutrofia.
Durante el desarrollo de este trabajo y en las múltiples revisiones a las imágenes individuales y composiciones mensuales, se emplearon diversos rangos en la escala logarítmica de color para visualizar las imágenes, lo que permitió diferenciar correctamente la dinámica de la biomasa fitoplanctónica en los 7 años analizados. Utilizando escalas con rangos amplios, por ejemplo de 0.01 a 20 mg/m3, se aumenta el contraste en las áreas con bajas concentraciones de Clor, facilitando su identificación, mientras que escalas con rangos reducidos, por xiii ejemplo de 0.01 a 5 mg/m3, se aumenta el contraste en las áreas con concentraciones altas de Clor. Las composiciones mensuales presentadas aquí se visualizan en el rango 0.01 a 20 mg/m3, ya que reflejan mejor las fluctuaciones espaciales y temporales del MNO. Como complemento, al final del documento se presentan las mismas imágenes pero en la escala de 0.01 a 10 mg/m3.
