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ACI Avances en Ciencias e Ingenierías

SECCIÓN B: CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AMBIENTALES

Vol. 13 Núm. 2 (2021): Volumen 13 Número 2

Variabilidad estacional a interanual de las temperaturas de la superficie del mar en los mares interamericanos: sesgos dependientes del patrón en el sistema regional de modelos oceánicos

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v13i2.2046
Enviado
octubre 30, 2020
Publicado
2021-11-11

Resumen

Los mares interamericanos (IAS), que se extienden desde el Golfo de México, el Caribe y la parte trópico-oriental del Océano Pacífico que limita con América Central, Colombia y Ecuador; presentan interacciones muy activas entre el océano, el suelo y la atmósfera, que influyen en las actividades socioeconómicas dentro y fuera de la región. Estas interacciones aún no se comprenden en su totalidad y no se representan adecuadamente, inclusive en modelos de última generación. En escalas de tiempo estacionales e interanuales, la principal fuente de variabilidad en esta zona geográfica, se relaciona con las interacciones entre los océanos Pacífico y Atlántico, incluyendo patrones anómalos de la temperatura en la superficie del mar (SST), como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO), y otras características regionales relacionadas con la estacionalidad bimodal del chorro de bajo nivel del Caribe. Este estudio investiga las anomalías estacionales e interanuales de los registros de la temperatura en superficie en los mares interamericanos, y de los resultados simulados con una resolución a una escala de remolino, de 1/9° (0.11°, aproximadamente 10 km), generados por el Sistema Regional de Modelado del Océano (ROMS), y en base del Reanálisis del Sistema de Pronóstico del Clima para el período 1999-2008. En lugar de analizar los sesgos de los resultados del modelo de manera local (cuadrícula por cuadrícula), se realizó un diagnóstico no local, en base de la identificación de patrones de la SST, mediante un análisis de componentes principales. Los resultados indican que incluso con resoluciones a escala de remolino, y a diferencia del consenso de la literatura, persisten varios sesgos. El enfoque permitió cuantificar la magnitud, la varianza y los errores sistemáticos de los patrones espaciales de la SST, relacionados con la piscina cálida del hemisferio occidental, ENSO, el Dipolo de los mares interamericanos y otros componentes de variabilidad. Estos sesgos se relacionan principalmente con errores la cuantificación de los flujos de calor en la superficie, una inadecuada representación de las interacciones entre el mar y la atmósfera, componentes que afectan el enfriamiento latente en superficie en la zona del Caribe y genera una estratificación térmica subterránea excesiva, principalmente frente a la costa de Ecuador y el norte de Perú.

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Citas

  1. Misra, V. (2020) Regionalizing Global Climate Variations: A Study of the Southeastern US Regional Climate. Elsevier Science. https://doi.org/10.1016/6-0-04147-7
  2. Misra, V., & Chan, S. (2009) Seasonal predictability of the Atlantic Warm Pool in the NCEP CFS. Geophysics Research Letter 36: L16708. https://doi.org/10.1029/2009GL039762
  3. Kozar, M., & Misra, V. (2013) Evaluation of twentieth-century Atlantic Warm Pool simulations in historical CMIP5 runs. Climate Dynamics 41:2375-2391. https://doi:10.1007/s00382-012-1604-9
  4. Liu, Y., Lee, S.K., Muhling, B.A., Lamkin, J.T., & Enfield, D.B. (2012) Significant reduction of the Loop Current in the 21st century and its impact on the Gulf of Mexico. Journal of Geophysical Research 117C05039. https://doi:10.1029/2011JC007555
  5. Ryu, J.H., & Hayhoe, K. (2014). Understanding the sources of Caribbean precipitation biases in CMIP3 and CMIP5 simulations. Clim Dyn 42, 3233-3252. https://doi.org/10.1007/s00382-013-1801-1
  6. Krishnamurthy, L., Muñoz, A., Vecchi, G., Msadek, R., Wittenberg, B., & Gudgel, F. (2018) Assessment of summer rainfall forecast skill in the Intra-Americas in GFDL high and low-resolution models. Climate Dynamics 52:1965-1982. https://doi.org/10.1007/s00382-018-4234-z
  7. IASCLIP (2005). A prospectus for an Intra-Americas Study of Climate Processes (IASCLIP). Report prepared by the VAMOS panel. https://doi:10.1029/2002JD002089
  8. Wooster, W.S. (1959) Oceanographic Observations in the Panamá Bight, ''ASKOY" expedition, 1941. New York: Bulletin of the American Museum of Natural History. Volume 118:117-151.
  9. Forsbergh, E. (1969) Sobre la Climatología, Oceanografía y Pesquerías del Panamá Bight, IATTC, 14 (2).
  10. Caicedo, A. L., Muñoz, C. C., Iriarte, J. D., Gutiérrez, M. A., Rojas, E. J., & Quintero, K. D. (2020). Capitulo III - Aproximación a la variabilidad estacional e interanual de las condiciones oceanográficas en la Cuenca Pacífica Colombiana. En Compilación Oceanográfica de la Cuenca Pacífica Colombiana II. (Pp. 100-133). Dirección General Marítima. Bogotá, D. C. Editorial Dimar.
  11. Andrade, C., Rangel, O., Herrera, E. (2015). Atlas de los Datos Oceanográficos de Colombia 1922-2013 Temperatura, Salinidad, Densidad, Velocidad. Dirección General Marítima-Ecopetrol S.A. Ed. Dimar. Bogotá, Colombia. https://doi.org/10.26640/9789585897809.2015
  12. Melsom, A., Lien, V., & Budgell., W. (2009) Using the Regional Ocean Modeling System (ROMS) to improve the ocean circulation from a GCM 20th century simulation. Ocean Dynamics. https://doi.org/10.1007/s10236-009-0222-5
  13. Penven, P., Echevin, V., Pasapera, J., Colas, F., & Tam, J. (2005) Average circulation, seasonal cycle, and mesoscale dynamics of the Peru Current System: A modeling approach. Journal Geophysical Research. https://doi.org/10.1029/2005JC002945
  14. Penven, P., Cambon, G., & Tan, T. (2010) ROMS AGRIF / ROMSTOOLS. User Guide. Institut de Recherche pour le Developpement (IRD)
  15. Muñoz, A.G., López, P., Velásquez, R., Monterrey, L., León, G., Ruiz, F., Recalde, C., Cadena, J., Mejía, R., Paredes, M., Bazo, J., Reyes, C., Carrasco, G., Castellón, Y., Villarroel, C., Quintana, J., & Urdaneta, A. (2010b). An Environmental Watch System for the Andean Countries: El Observatorio Andino. Bulletin of the American Meteorological Society 91(12): 1645-1652. https://doi.org/10.1175/2010BAMS2958.1
  16. Park, J., Kug, J., Li, T., & Behera, S.K. (2018). Predicting El Niño Beyond 1-year Lead: Effect of the Western Hemisphere Warm Pool. Scientific Reports. https://doi.org/10.1038/s41598-018-33191-7
  17. Muñoz, E., Wang, C., & Enfield, D. (2010). The Intra-Americas Springtime Sea Surface Temperature Anomaly Dipole as Fingerprint of Remote Influences. Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/2009JCLI3006.1
  18. Wang C, Enfiel, DB (2001) The Tropical Western Hemisphere Warm Pool. Geophysical Research Letters. https://doi:10.1029/2000GL011763
  19. Wang, C., Fiedler, P. (2006). ENSO variability in the eastern tropical Pacific: A review. Progress in Oceanography 69:239­266. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2006.03.004
  20. Da Silva, A.M., Young, C., & Levitus, S. (1994) Atlas of Surface Marine Data 1994, vol. 1, Algorithms and Procedures. NOAA Atlas NESDIS 6, US Department of Commerce, NOAA, NESDIS, USA, 74pp
  21. Magaña, V., Amador, J.A., & Medina, S. (1999). The midsummer drought over Mexico and Central America. Journal Climate 12:1577-1588. http://dx.doi.org/10.1175/15200442(1999)012<1577:TMD0MA>2.0.C0;2
  22. Srinivasan, J., & Smith, G. (1996). Meridional migration of tropical convergence zones. Journal of Applied Meteorology 35:1189-1202. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1996)035<1189:MMOTCZ>2.0.CO;2
  23. Amador, J.A., Alfaro, E.J., Lizano, O.G., & Magaña, V.O. (2006). Atmospheric forcing of the eastern tropical Pacific: A review. Progress in Oceanography 69: 101-142. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2006.03.007
  24. Amador, J.A. (2008). The Intra-Americas sea low level jet: overview and future research. Ann N Y Acad Sci 1146:153-88. https://doi:10.1196/annals.1446.012
  25. Wang, C. (2007). Variability of the Caribbean Low-Level Jet and its relations to climate. Climate Dynamics 29:411-422. https://doi.org/10.1007%2Fs00382-007-0243-z
  26. Chelton, D.B., Freilich, M.H., & Esbensen, S.K. (2000). Satellite observations of the wind jets off the Pacific coast of Central America. Part I: Case studies and statistical characteristics. Monthly Weather Review. https://doi. org/10.1175/1520-0493(2000)128<1993:SOOTWJ>2.0.CO;2
  27. Chelton, D.B., Esbensen, S.K., Schlax, M.G., Thum, N., & Freilich, M.H., Wentzb, F.J., Gentemannb, C.L., McPhaden, M.J., & Schopf, P.S. (2001). Observations of Coupling between Surface Wind Stress and Sea Surface Temperature in the Eastern Tropical Pacific. Journal of Climate 14(7):1479-1498. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<1479:OOCBSW>2.0.CO;2.
  28. Lizano, O.G. (2016). Distribución espacio-temporal de la temperatura, salinidad y oxígeno disuelto alrededor del Domo Térmico de Costa Rica. Revista de Biología Tropical. https://doi:10.15517/rbt.v64i1.23422
  29. Carton, J., Giese, B., & Grodsky, S. (2005). Sea level rise and the warming of the oceans in the Simple Ocean Data Assimilation (SODA) ocean reanalysis. Journal of Geophysical Research 110:C09006. https://doi:10.1029/2004JC002817
  30. Saha, S., Shrinivas, M., Pan, H., Wu, X., Wang, J., Nadiga, S., Tripp, P., Kistler, R., Woollen, J., Behringer, D., Liu, H., Stokes, D., Grumbine, R., Gayno, G., Wang, J., Hou, Y., Chuang, H.,Juang, H., Sela, J., Iredell, M., Treadon, R., Kleist, D., Delst, P., Keyser, D., Derber, J., Michael, E., Meng, J., Wei, H., Yang, R., Lord, S., Dool, H., Kumar, A., Wang, W., Long, C., Chelliah, M., Xue, Y., Huang, B., Schemm, J., Ebisuzaki, W., Lin, R, Xie, P., Chen, M., Zhou, S., Higgins, W., Zou, C., Liu, Q., Chen, Y., Han, Y., Cucurull, L., Reynolds, R.W., Rutledge, G., & Goldberg, M. (2010). The NCEP Climate Forecast System Reanalysis. Bulletin of the American Meteorological Society 91(8):1015-1057. https://doi.org/10.1175/2010BAMS3001.1
  31. Huang, B., Thorne, P.W., Banzon, V.F., Boyer, T., Chepurin, G., Lawrimore, J.H., Menne, M.J., Smith, T.M., Vose, R.S., & Zhang, H.M. (2017). Extended Reconstructed Sea Surface Temperature version 5 (ERSSTv5), Upgrades, validations, and intercomparisons. J. Climate, doi: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0836.1
  32. Shchepetkin, A.F., & McWilliams, J.C. (2005). The regional oceanic modeling system (ROMS): A split-explicit, free- surface, topography-following-coordinate oceanic model. Ocean Modelling 9:347-404. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2004.08.002
  33. Smith, W., & Sandwell, D. (1997). Global seafloor topography from satellite altimetry and ship depth soundings. Science 277:1956-1962. https://doi:10.1126/science.277.5334.1956
  34. Haney, R. (1991). On the pressure force over steep topography in sigma coordinate ocean models. Journal of Physical Oceanography 21: 610-619. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1991)021<0610:OTPGFO>2.0.CO;2
  35. Beckmann, A., & Haidvogel, D.B. (1993). Numerical simulation of flow around a tall isolated seamount, Part I, Problem formulation and model accuracy. Journal of Physical Oceanography 23:1736-1753. https://doi.org/10.1175/1520- 0485(1993)023<1736:NSOFAA>2.0.CO;2
  36. Marchesiello, P., McWilliams, J.C., & Shchepetkin, A. (2003). Equilibrium Structure and Dynamics of the California Current System. Journal Physical Oceanography. https://doi.org/10.1175/1520-0485(2003)33<753:ESADOT>2.0.CO;2
  37. Mason, S., Tippet, M., Song, L., & Muñoz, A.G. (2020). Climate Predictability Tool version 16.5.2. Columbia University Academic Commons. https://doi.org/10.7916/d8-z7qf-4z45.
  38. Rodriguez, G., Romero, R., Castro, C., & Castro, V. (2019). Coupled Interannual Variability of Wind and Sea Surface Temperature in the Caribbean Sea and the Gulf of Mexico. Journal of Climate 32:4263-4279. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0573.1.
  39. Legeckis, R. (1988). Upwelling off the Gulfs of Panama and Papagayo in the tropical Pacific during March 1985. Journal of Geophysical Research. https://doi.org/10.1029/jc093ic12p15485
  40. Zárate, E. (2013). Climatología de masas invernales de aire frío que alcanzan Centroamérica y el Caribe y su relación con algunos índices Árticos. Tópicos Meteorológicos y Oceanográficos 12:35-55.
  41. Kessler, W. (2006). The circulation of the eastern tropical Pacific: A review, Prog. Oceanogr., 69, 181-217, doi: https://doi.org/10.1016/j.pocean.2006.03.009
  42. Echevin, V., Colas, F., Chaigneau, A., & Penven, P. (2011). Sensitivity of the Northern Humboldt Current System nearshore modeled circulation to initial and boundary conditions, Journal of Geophysical Research: Oceans. Blackwell Publishing Ltd, 116(7), p. C07002. doi: https://doi.org/10.1029/2010JC006684
  43. Martínez, C., Goddard, L., Kushnir, Y., & Ting, M. (2019). Seasonal climatology and dynamical mechanisms of rainfall in the Caribbean 53: 825-846. Climate Dynamics. https://doi.org/10.1007/s00382-019-04616-4.
  44. Misra, V., Li, H., Kozar, M. (2014). The precursors in the Intra Americas seas to seasonal climate variations over North America. Journal Geophysical Research (Oceans) 119(5): 2938-2948. https://doi.org/10.1002/2014JC009911
  45. Cruz, D.C. (2018). Estructura Dinámica y Termodinámica del Calentamiento Atmosférico en la Climatología de Colombia. Disertación. Universidad Nacional de Colombia.
  46. L’Heureux, M.L., Collins, D.C., & Hu, Z.Z. (2013). Linear trends in sea surface temperature of the tropical Pacific Ocean and implications for the El Niño-Southern Oscillation. Climate Dynamics 40:1223-1236. https://doi:10.1007/s00382-012-1331-2.
  47. Hoerling, M.P., & Kumar, A. (2003) The perfect ocean for drought. Science 299: 691-694. https://doi.org/10.1126/science.1079053
  48. Rodgers, K.B., Friederichs, P., & Latif, M. (2004). Tropical Pacific decadal variability and its relation to decadal modulation of ENSO. Journal Climate 17:3761-3774. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2004)017<3761:TPDVAI>2.0.CO;2
  49. Zhang, W., Li, J., Zhao, X. (2010). Sea surface temperature cooling mode in the Pacific cold tongue. Journal of Geophysical Research 115:C12042. https://doi.org/10.1029/2010JC.
  50. Serna, L., Arias, P., & Vieira, S. (2018). The Choco and Caribbean low-level jets during El Niño and El Modoki events. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. http://dx.doi.org/10.18257/raccefyn.705
  51. Deser, C., Alexander, M., Xie, S., & Phillips, A. (2010). Sea Surface Temperature Variability: Patterns and Mechanisms 2:115-145. Annual Review of Marine Science. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-120408-151453
  52. Muñoz, A.G., Yang, X., Vecchi, G., Robertson, A., & Cooke, W. (2017). A Weather-type based Cross-Timescale Diagnostic Framework for Coupled Circulation Models. Journal of Climate 30:8951-8972. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0115.1
  53. Tippett, M., DelSole, T., Mason, S., & Barnston, A. (2008). Regression-based methods for finding coupled patterns. Journal of Climate 21(17):4384-4398. https://doi.org/10.1175/2008JCLI2150.1
  54. Wilks, D. S., (2006). Statistical Methods in the Atmospheric Sciences. 2nd ed. Elsevier, 627 pp.
  55. Misra, V., & Mishra, A. (2016). The oceanic influence on the rainy season of Peninsular Florida. Journal Geophysical Research:Atmosphere 121:7691-7709. https://doi.org/10.1002/2016JD024824
  56. Chérubin, L.M., Sturges, W., & Chassignet, E.P. (2005). Deep flow variability in the vicinity of the Yucatan Straits from a high-resolution MICOM simulation. Journal Geophysical Research. https://doi.org/10.1029/2004JC002280

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