Turbidez oceánica

La turbidez oceánica es una medida de la cantidad de opacidad o neblina en el agua de mar causada por partículas individuales demasiado pequeñas para ser vistas sin aumento. Las aguas oceánicas muy turbias son aquellas que contienen muchas partículas dispersas . Tanto en aguas altamente absorbentes como altamente dispersivas , la visibilidad en el agua se reduce. El agua altamente dispersiva (turbia) aún refleja mucha luz, mientras que el agua altamente absorbente, como un río o lago de aguas negras, es muy oscura. Las partículas dispersoras que causan la turbidez del agua pueden estar compuestas de muchas cosas, incluidos sedimentos y fitoplancton .

Existen diversas formas de medir la turbidez del océano, entre ellas, mediante vehículos remotos autónomos, lanzamientos desde barcos y satélites.

Desde un satélite , se puede realizar una medición indirecta de la turbidez del agua examinando la cantidad de reflectancia en la región visible del espectro electromagnético . Para el Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR), la opción lógica es la banda 1, que cubre longitudes de onda de 580 a 680 nanómetros , el naranja y el rojo. Para obtener productos derivados comparables en el tiempo y el espacio, se requiere una corrección atmosférica . Para ello, se calculan los efectos de la dispersión de Rayleigh en función del ángulo de visión del satélite y el ángulo cenital solar , y luego se restan de la radiancia de la banda 1. Para una corrección de aerosoles , se utiliza la banda 2 en el infrarrojo cercano. Primero se corrige para la dispersión de Rayleigh y luego se resta de la banda 1 corregida por Rayleigh. Se supone que la banda 2 corregida por Rayleigh es radiancia de aerosoles porque no se espera ninguna señal de retorno del agua en el infrarrojo cercano , ya que el agua absorbe mucho en esas longitudes de onda. Dado que las bandas 1 y 2 están relativamente cerca en el espectro electromagnético, podemos suponer razonablemente que sus radiancias de aerosol son las mismas.

En estas imágenes, la turbidez se cuantifica como el porcentaje de luz reflejada que emerge de la columna de agua en un rango de 0 a 8 por ciento. El porcentaje de reflectancia se puede correlacionar con la atenuación , la profundidad del disco de Secchi o los sólidos suspendidos totales, aunque la relación exacta variará regionalmente y dependerá de las propiedades ópticas del agua. Por ejemplo, en la Bahía de Florida , una reflectancia del 10 % corresponde a una concentración de sedimentos de 30 miligramos/litro y una profundidad de Secchi de 0,5 metros. Estas relaciones son aproximadamente lineales, de modo que una reflectancia del 5 % correspondería a una concentración de sedimentos de aproximadamente 15 miligramos/litro y una profundidad de Secchi de 1 metro. En las regiones de la pluma del río Misisipi, estos mismos valores de reflectancia representarían concentraciones de sedimentos aproximadamente diez veces mayores o incluso más.

Como era de esperar, la mayoría de estas imágenes revelan grandes aumentos de turbidez en las regiones donde el huracán ha tocado tierra. Estos aumentos se deben principalmente a los sedimentos resuspendidos de las zonas poco profundas del fondo marino. En las zonas cercanas a la costa, parte de la señal también puede deberse a la erosión de las playas y a las plumas fluviales cargadas de sedimentos. En algunos casos, podría detectarse una floración de fitoplancton posterior al huracán , debido a la mayor disponibilidad de nutrientes .

El análisis de la turbidez tras el paso de un huracán puede tener múltiples usos potenciales para la gestión de los recursos costeros, entre ellos:

• identificar "puntos críticos" regionales donde se podría esperar que la erosión sea más severa
• estimar la concentración total de sedimentos que ha sido movilizada por el huracán.
• determinar la extensión espacial de la movilización de sedimentos
• identificar la extensión y la contribución de las plumas fluviales
• evaluar y predecir los posibles impactos en los ecosistemas

En lo que respecta a estos usos, determinar las regiones de alta turbidez permitirá a los gestores decidir mejor las estrategias de respuesta, además de ayudar a garantizar que los recursos posteriores al huracán se utilicen de la manera más eficaz.

Solo una pequeña fracción de la luz incidente en el océano se reflejará y será recibida por el satélite. La probabilidad de que un fotón se refleje y salga del océano disminuye exponencialmente con la longitud de su trayectoria a través del agua, ya que el océano es un medio absorbente. Cuanto más océano deba atravesar un fotón, mayores serán sus posibilidades de ser absorbido. Tras la absorción, eventualmente pasará a formar parte del reservorio de calor del océano. Las características de absorción y dispersión de una masa de agua determinan la tasa de atenuación vertical de la luz y establecen un límite a las profundidades que contribuyen a la señal del satélite. Una regla general razonable es que el 90 por ciento de la señal proveniente del agua que ve el satélite proviene de la primera longitud de atenuación. La profundidad de esta depende de las propiedades de absorción y dispersión tanto del agua misma como de otros componentes presentes en ella. Para longitudes de onda en el infrarrojo cercano y más largas, la profundidad de penetración varía de un metro a unos pocos micrómetros . Para la banda 1, la profundidad de penetración suele estar entre 1 y 10 metros. Si el agua presenta un pico de turbidez importante por debajo de los 10 metros, es poco probable que un satélite lo detecte.

En aguas muy poco profundas y cristalinas, es probable que se vea el fondo. Por ejemplo, en las Bahamas , el agua es bastante clara y tiene solo unos pocos metros de profundidad, lo que resulta en una turbidez aparentemente alta debido a que el fondo refleja gran parte de la luz de la banda 1. En áreas con señales de turbidez consistentemente altas, particularmente en áreas con agua relativamente clara, parte de la señal puede deberse a la reflexión del fondo. Normalmente, esto no será un problema con una imagen de turbidez posterior a un huracán, ya que la tormenta resuspende fácilmente suficiente sedimento como para que la reflexión del fondo sea insignificante.

Las nubes también dificultan la interpretación de la turbidez obtenida por satélite. Los algoritmos de eliminación de nubes funcionan correctamente en los píxeles completamente nublados. Los píxeles parcialmente nublados son mucho más difíciles de identificar y suelen dar lugar a estimaciones de turbidez elevadas. Los valores altos de turbidez cerca de las nubes son sospechosos.

• Carbono orgánico disuelto (COD)

Nota : La información de esta página se ha incorporado de la NOAA , lo cual está permitido por las leyes de uso legítimo de los Estados Unidos . La fuente original de la información se encuentra en https://web.archive.org/web/20040902231404/http://www.csc.noaa.gov/crs/cohab/hurricane/turbid.htm