Las aplicaciones en Oceanografía costera empleando el sensor radar altimétrico se han convertido en un reto para la comunidad científica dedicada al uso de este instrumento. Próximas a costa, las medidas altimétricas pueden presentar menor calidad por dos motivos fundamentales: mala calidad de las correcciones aplicadas a la medida y la contaminación de tierra sobre la propia medida altimétrica.
En este trabajo, se ha validado los datos altimétricos del satélite ENVISAT, usando medidas de tres mareógrafos situados en la Bahía de Algeciras y en los puertos de Tarifa y de Ceuta. Se ha analizado siete años y ocho meses (del año 2002 al año 2010) de datos altimétricos de una traza descendente del satélite, que cruza la zona de estudio. Se ha realizado un análisis de las correcciones aplicadas a las señales radar: dos correcciones de marea (GOT00.2b y FES2004), dos correcciones troposféricas húmedas (MWR y ECMWF) y dos correcciones ionosféricas (DORIS e instrumento). Dos de los puntos de la traza se localizan en la Bahía de Algeciras y otros dos en el Estrecho de Gibraltar. El primer punto, situado más al norte de la Bahía presenta un 5.71% de valores válidos de Rango, mientras que en el segundo el porcentaje asciende hasta un 52.86%. El tercer y cuarto punto, muestran porcentaje de 81.43 y 95.71% respectivamente. Debido al bajo porcentaje obtenido en el punto 1, este ha sido eliminado del estudio.
Los coeficientes de correlación obtenidos indican un buen ajuste entre las series altimétricas AINM (altura instantánea del nivel del mar) y las medidas in-situ, en los tres puntos analizados. Las correlaciones más altas se dan en el punto 3, en torno a 0.9. Al comparar las medidas altimétricas y los datos in-situ, una vez eliminado el efecto de la marea, se obtienen coeficientes de correlación inferiores (0.6). Además, de los tres puntos altimétricos analizados, sólo en el punto 3 se obtienen resultados estadísticamente significativos. Esto indica la necesidad de aplicar un modelo de marea loca a los datos altimétricos en la zona de estudio.
Palabras clave: Altimetría radar, mareógrafo, validación, Bahía de Algeciras, Estrecho de Gibraltar.
Índice General
1. INTRODUCCIÓN
2. ALTIMETRÍA
2.1. Correcciones altimétricas
2.2. Altimetría costera
2.3. Calibración y validación
3. ZONA DE ESTUDIO
4. MATERIAL Y MÉTODOS
4.1. Datos altimétricos
4.2. Datos in-situ
5. RESULTADOS
5.1. Perfiles Órbita – Rango
5.2. Validación de datos altimétricos
5.3. Corrección de marea
6. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
7. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
8. AGRADECIMIENTOS
Objetivos y Temas de Investigación
El objetivo fundamental de este trabajo es la validación de los datos altimétricos procedentes del sensor RA-2 a bordo del satélite Envisat en la Bahía de Algeciras y el Estrecho de Gibraltar, comparándolos con mediciones in-situ de mareógrafos para evaluar la calidad de las correcciones geofísicas aplicadas.
- Validación de datos altimétricos en regiones costeras.
- Análisis de la influencia de la cercanía a tierra en la calidad de las señales radar.
- Evaluación comparativa de diferentes correcciones geofísicas (troposféricas, ionosféricas y de marea).
- Correlación entre la altura instantánea del nivel del mar (AINM) satelital y mareógrafos locales.
- Estudio de la viabilidad de usar altimetría satelital como herramienta complementaria en la oceanografía local.
Auszug aus dem Buch
2. ALTIMETRÍA
Los satélites altimétricos están provistos de un instrumento radar, el cual emite pulsos electromagnéticos con una frecuencia constante a una longitud de onda (perteneciente a las microondas). Estos pulsos viajan a través de la atmósfera y llegan hasta la superficie oceánica, donde se produce su reflexión. Una vez que se reflejan retornan hacia el radar. Los relojes internos de alta precisión a bordo del satélite, miden el tiempo que la señal electromagnética emplea en su viaje de ida y vuelta, a partir del cual se obtiene la distancia entre el centro de masas del satélite y la superficie observada. A esta distancia se le conoce como ‘Rango’ (en inglés ‘Range’).
El radar altimétrico del satélite Envisat, posee una frecuencia de repetición del pulso de 1800 Hz. Con el fin de reducir el ruido asociado a las señales retorno, el instrumento realiza promedios de 100 señales, obteniéndose 18 señales retorno por segundo (18 Hz) (Roca et al., 2007). Estas señales promediadas se envían a las estaciones de recepción de datos, donde posteriormente son procesadas para obtener los parámetros geofísicos. Esto se hace a través de un procesado de señal denominado retracking, por el cual se obtiene la información geofísica: altura de ola significativa (SWH), distancia entre el centro de masas del satélite y la superficie observada (‘Range’) y velocidad del viento en superficie (U10). Posteriormente, los parámetros geofísicos obtenidos a 18 Hz se promedian, obteniéndose el producto estándar a 1Hz, denominado GDR (Geophysical Data Record) (ESA, 2006), que es el que se va a validar en este trabajo.
Resumen de Capítulos
1. INTRODUCCIÓN: Presenta el contexto de la altimetría satelital, sus retos en zonas costeras y la importancia de validar estos datos para la investigación marina.
2. ALTIMETRÍA: Describe los fundamentos técnicos del radar altimétrico, el proceso de medición del "Rango" y las diversas correcciones geofísicas necesarias para mejorar la precisión de los datos.
3. ZONA DE ESTUDIO: Caracteriza geográfica e hidrodinámicamente la Bahía de Algeciras y el Estrecho de Gibraltar como escenarios críticos para la investigación oceanográfica.
4. MATERIAL Y MÉTODOS: Detalla los datos del satélite Envisat y de los mareógrafos utilizados, junto con la metodología estadística empleada para la validación de las series temporales.
5. RESULTADOS: Presenta el análisis de calidad de las mediciones de "Rango", la validación de los datos altimétricos mediante correlación estadística y el impacto de la corrección de marea.
6. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES: Analiza los hallazgos principales, confirmando que la cercanía a costa afecta la calidad de los datos y destacando la necesidad de modelos locales de marea para mejorar la precisión.
7. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Propone el uso de series in-situ más largas y procesadores de alta resolución espacial para ampliar y mejorar los estudios en la zona.
8. AGRADECIMIENTOS: Reconoce a las instituciones y colaboradores que facilitaron los datos y el apoyo técnico para la realización de este trabajo.
Palabras Clave
Altimetría radar, mareógrafo, validación, Bahía de Algeciras, Estrecho de Gibraltar, Envisat, nivel del mar, correcciones geofísicas, oceanografía costera, correlación, marea, retracking, datos in-situ, topografía dinámica, satélite.
Preguntas Frecuentes
¿De qué trata principalmente esta tesis de máster?
El trabajo se centra en la validación de datos altimétricos obtenidos por el satélite Envisat en el área de la Bahía de Algeciras y el Estrecho de Gibraltar, comparándolos con mediciones reales de mareógrafos locales.
¿Cuáles son los temas centrales que se abordan en la investigación?
Los temas principales incluyen la precisión de las mediciones radar cerca de la costa, la aplicación de correcciones troposféricas, ionosféricas y de marea, y la correlación estadística entre datos satelitales y registros de campo.
¿Cuál es el objetivo principal del estudio?
Determinar la calidad de los datos altimétricos del sensor RA-2 a bordo de Envisat y evaluar qué combinación de correcciones geofísicas proporciona el mejor ajuste con las mediciones in-situ en una zona costera compleja.
¿Qué metodología científica se emplea en el trabajo?
Se realiza un análisis estadístico comparativo utilizando software como Grapher y R-Commander para obtener coeficientes de correlación (r) entre las series de altura instantánea del nivel del mar (AINM) satelital y las mediciones de mareógrafos.
¿Qué se analiza en la sección principal de resultados?
Se examinan los perfiles de órbita-rango para filtrar medidas anómalas causadas por la "contaminación terrestre", se calculan correlaciones para distintas combinaciones de correcciones y se evalúa el efecto de eliminar la marea de las series temporales.
¿Qué palabras clave definen mejor esta investigación?
Los términos más relevantes son altimetría radar, validación de datos, Bahía de Algeciras, Estrecho de Gibraltar, mareógrafos, Envisat, correcciones geofísicas y oceanografía costera.
¿Por qué se descartó el "Punto 1" en los análisis posteriores?
Se descartó debido a que presentaba un porcentaje muy bajo de valores válidos (5.71%), ocasionado por la fuerte contaminación de la señal radar por la cercanía de tierra en el interior de la Bahía de Algeciras.
¿Qué importancia tienen las correcciones de marea en este estudio?
Son fundamentales, ya que la marea representa más del 80% de la variabilidad del nivel del mar; al eliminarlas, se pueden estudiar las oscilaciones de baja frecuencia causadas por agentes meteorológicos.
¿Por qué las correlaciones son menores al eliminar el efecto de la marea?
El estudio sugiere que los modelos globales de marea no logran predecir con total exactitud la compleja dinámica del Estrecho de Gibraltar, lo que resalta la necesidad de implementar modelos de marea locales para obtener mayor precisión.
- Arbeit zitieren
- Marina Bolado Penagos (Autor:in), 2011, Validación de datos altimétricos en la Bahía de Algeciras y Estrecho de Gibraltar, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/232440
