Vagabundo (oceanografía)

El principal tipo de boya de deriva superficial es la boya CODE. La boya CODE recibe su nombre del Experimento de Dinámica Costera (CODE) de 1985, y también se la conoce como boya Davis. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} Está diseñada para rastrear las corrientes superficiales impulsadas por el viento en el metro superior de la capa mixta oceánica. ^{[ 11 ]}

La boya de deriva CODE consta de un casco cilíndrico que contiene las baterías y la electrónica. El elemento de arrastre consiste en cuatro velas dispuestas en forma de cruz. La boya de deriva CODE tiene una flotabilidad ligeramente negativa, y unos pequeños flotadores conectados al extremo de los brazos a los que se fijan las velas proporcionan la flotabilidad adicional necesaria para garantizar su estabilidad. ^{[ 11 ]} Las velas mueven la boya de deriva junto con las corrientes predominantes, y el transmisor de la boya envía datos a los satélites. ^{[ 9 ]}

Las boyas de deriva de aguas profundas se denominan generalmente boyas SVP porque fueron desarrolladas por el Programa de Velocidad Superficial (SVP) del experimento TOGA ( Atmósfera Global del Océano Tropical ) y el Experimento Mundial de Circulación Oceánica . ^{[ 12 ]} También se las conoce como boyas de tipo "calcetín perforado". ^{[ 10 ]} Constan de una boya de superficie, un cable y un ancla flotante. La boya de superficie contiene una batería, instrumentos que recopilan datos como temperatura, presión barométrica, velocidad y dirección del viento y salinidad del océano, y un transmisor que envía la posición de la boya y los datos recopilados por los instrumentos de la boya de superficie a los satélites. El cable conecta la boya de superficie con el ancla flotante subsuperficial. El ancla flotante es un marco cilíndrico cubierto de lona con agujeros que se sitúa a unos 15 metros por debajo de la superficie del océano. Debido a que la boya se encuentra a esta profundidad, su movimiento se ve influenciado por los procesos que ocurren en los primeros 15 metros del océano. ^{[ 13 ]}

Las boyas a la deriva proporcionan información en tiempo real sobre la circulación oceánica . Realizan observaciones más precisas y frecuentes de la velocidad de las corrientes superficiales que las que se pueden obtener mediante mediciones de teledetección . El uso moderno de unidades GPS alimentadas por energía solar permite la observación a largo plazo de las corrientes superficiales. El seguimiento de las boyas a la deriva y el cálculo de su velocidad y dirección durante varios meses proporciona una mejor comprensión de la circulación oceánica global y de cómo las corrientes pueden variar entre estaciones. Las unidades GPS pueden transmitir sus datos de ubicación vía satélite un número programado de veces al día para que los investigadores puedan observar el movimiento en tiempo real, pero también pueden albergar otras tecnologías de recopilación de datos que deben recuperarse y descargarse en persona. El seguimiento de las boyas a la deriva lagrangianas y el estudio de los patrones de corrientes en áreas específicas pueden ayudar a comprender la dispersión larvaria de organismos marinos, rastrear derrames de petróleo u otros contaminantes, navegar por rutas marítimas y colaborar en operaciones de búsqueda y rescate. ^{[ 14 ]}

Todas las boyas a la deriva miden la ubicación, lo que permite calcular las velocidades de las corrientes oceánicas. Se pueden añadir sensores adicionales, como los de temperatura de la superficie del mar , presión barométrica , salinidad , altura de las olas, velocidad y dirección del viento, sensores ópticos y sensores internos de diagnóstico de flotadores de superficie. Cada medición requiere un sensor adicional, mientras que las mediciones de altura de las olas también requieren la ausencia de una boya de deriva. ^{[ 15 ]}

Estos datos pueden utilizarse para ampliar nuestro conocimiento sobre las corrientes y la circulación oceánicas , mejorar los pronósticos de intensidad de los huracanes y perfeccionar los modelos meteorológicos . Permiten a los científicos diseñar modelos de patrones climáticos y meteorológicos, como El Niño y los huracanes. ^{[ 16 ]}

Parámetros físicos que pueden medir los dispositivos de deriva

• Presión barométrica . Se utiliza un barómetro en la parte superior de la boya para medir la presión barométrica a nivel del mar. Se ha demostrado que estas mediciones mejoran significativamente los pronósticos meteorológicos. ^{[ 15 ]}
• La temperatura de la superficie del mar (TSM) se mide mediante un termistor (termómetro) en la parte inferior de la boya. ^{[ 15 ]}
• Salinidad . Se utiliza un sensor de salinidad (específicamente, un par de sensores de conductividad y temperatura de alta precisión) para medir la salinidad de la superficie del mar en la base de la boya de superficie. Esto también se puede hacer a mayor profundidad en el cable que une la boya con el ancla flotante. ^{[ 15 ]}
• Viento . Se utiliza un anemómetro sónico y una veleta para medir la velocidad y la dirección del viento. ^{[ 15 ]}
• Color del océano. Algunas boyas a la deriva han incluido un sensor de radiancia ascendente montado en la boya de superficie justo debajo de la superficie del mar, junto con un sensor de irradiancia descendente. Sus observaciones se han utilizado para estudiar las variaciones de clorofila en regiones remotas como el Océano Austral. ^{[ 17 ]}

Las boyas a la deriva se utilizan con frecuencia para recopilar información sobre oceanografía biológica, como el transporte de organismos.

Para la investigación biológica , se pueden elegir boyas lagrangianas en lugar de planeadores marinos de tipo euleriano cuando se desea minimizar los efectos advectivos o la influencia de la mezcla de aguas. Véase Especificación lagrangiana y euleriana del campo de flujo . Las boyas están diseñadas para seguir una parcela de agua a medida que se mueve, en lugar de medir las propiedades del agua en un área específica. Generalmente se envían a una profundidad determinada en una isopicna específica , o línea de densidad constante, antes de comenzar las mediciones. Esta profundidad suele estar por debajo de la influencia de los vientos superficiales y la mezcla. Las boyas se utilizan para mostrar cómo cambió la parcela de agua específica a lo largo del tiempo, mientras que los planeadores que se mueven independientemente sobre el agua pueden proporcionar un contexto espacial más amplio. ^{[ 19 ]}

Un ejemplo del uso de boyas a la deriva es el experimento North Atlantic Bloom (NAB), que estudia los procesos físicos y biológicos en las floraciones de fitoplancton . Los compuestos disueltos y los nutrientes, como O₂ _, NO₃ _y el carbono orgánico particulado (COP), varían dentro de una floración en diversas escalas temporales y espaciales. La boya a la deriva midió estos compuestos y, dado que las boyas siguen parches de agua, se minimizó la influencia de la mezcla del agua. Cualquier cambio en estos niveles de oxígeno y nutrientes puede considerarse "interno" a la masa de agua y probablemente sea resultado de procesos como la fotosíntesis o la respiración que ocurrieron dentro de la propia masa de agua. ^{[ 19 ]}